[發(fā)明專利]用于光纖到光子芯片連接的裝置和相關(guān)聯(lián)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880026867.0
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN110520772B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.沃德;孫晨;J.菲尼;R.E.米德;V.斯托加諾維奇;A.賴特
• 申請（專利權(quán)）人: 埃亞爾實驗室公司
• 主分類號: G02B6/30
• 分類號: G02B6/30;G02B6/36;G02B6/42;H01L33/36;H01L33/44;H01L33/62
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李湘;劉春元

1.一種光子芯片，包括：

基板；

形成在所述基板上方的電隔離區(qū)；

形成在所述電隔離區(qū)上方的線前端區(qū)，所述線前端區(qū)包括晶體管和電光器件；以及

光學(xué)耦合區(qū)被限定在從所述光子芯片的邊緣向內(nèi)延伸的水平區(qū)域內(nèi)，其中所述電隔離區(qū)和所述線前端區(qū)在所述光學(xué)耦合區(qū)內(nèi)被移除，

其中所述基板的一部分在所述光學(xué)耦合區(qū)內(nèi)被移除，并且其中在所述光學(xué)耦合區(qū)內(nèi)的所述基板的剩余部分的頂表面包括被配置為接收和對準(zhǔn)對應(yīng)的多個光纖的多個凹槽，所述多個凹槽形成為跨所述光學(xué)耦合區(qū)從所述光子芯片的所述邊緣線性延伸，其中所述多個凹槽形成在所述基板內(nèi)的垂直深度處，以在所述多個光纖位于所述光學(xué)耦合區(qū)內(nèi)的所述多個凹槽內(nèi)時提供所述多個光纖的光學(xué)芯與所述線前端區(qū)的對準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子芯片，其中所述電隔離區(qū)是掩埋氧化物區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子芯片，其中所述電隔離區(qū)包括淺溝槽隔離區(qū)和深溝槽隔離區(qū)中的一個或多個。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子芯片，其中所述多個凹槽具有在從2延伸到200的范圍內(nèi)的多個凹槽。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子芯片，其中所述多個凹槽根據(jù)凹槽節(jié)距形成，所述凹槽節(jié)距在相鄰凹槽的中心線之間的水平平面內(nèi)豎直地測量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光子芯片，其中所述凹槽節(jié)距大于或等于所述多個光纖內(nèi)的每個光纖的外部直徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光子芯片，其中所述凹槽節(jié)距大于約100微米。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光子芯片，其中所述凹槽節(jié)距為約127微米或約250微米。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子芯片，還包括：

形成在所述線前端區(qū)上方的線后端區(qū)，所述線后端區(qū)包括層間介電材料和金屬互連結(jié)構(gòu)，其中所述線后端區(qū)在所述光學(xué)耦合區(qū)內(nèi)被移除，以容納所述多個光纖在所述光學(xué)耦合區(qū)內(nèi)的定位。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光子芯片，還包括：

多個孔，每個孔被形成以延伸穿過所述線后端區(qū)且穿過所述線前端區(qū)且穿過所述電隔離區(qū)且穿過所述基板中的一些；以及

局部釋放區(qū)，其在所述多個孔的底附近形成在所述基板內(nèi)，所述局部釋放區(qū)對應(yīng)于在其中移除所述基板的材料以為所述線前端區(qū)內(nèi)的一個或多個光學(xué)結(jié)構(gòu)提供光學(xué)隔離的體積。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光子芯片，其中利用光學(xué)隔離材料回填所述基板內(nèi)的所述多個孔和所述局部釋放區(qū)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光子芯片，其中所述光學(xué)隔離材料是空氣、二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、SU-8光刻膠、氮化硅、真空、苯并環(huán)丁烯（BCB）和介電材料中的一種或多種。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子芯片，還包括：

在所述基板內(nèi)的至少一個局部釋放區(qū)，在其中所述基板的材料被移除以為所述線前端區(qū)內(nèi)的一個或多個光學(xué)結(jié)構(gòu)提供光學(xué)隔離，其中所述基板在所述至少一個局部釋放區(qū)內(nèi)在通過從所述基板的底表面延伸到所述電隔離區(qū)的所述光子芯片的垂直范圍被移除。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光子芯片，其中利用光學(xué)隔離材料回填所述基板內(nèi)的所述至少一個局部釋放區(qū)中的每個。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光子芯片，其中所述光學(xué)隔離材料是空氣、二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、SU-8光刻膠、氮化硅、真空、苯并環(huán)丁烯（BCB）和介電材料中的一種或多種。