[發明專利]薄膜鈮酸鋰基異構集成微波光子收發芯片

有效

• 申請號: 202010616333.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111917482B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 錢廣;孔月嬋;陳堂勝
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40;G02F1/03
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種薄膜鈮酸鋰基異構集成微波光子收發芯片，其特征在于：包括射頻轉換開關（1）、低噪聲放大器電路（2）、激光器（3）、電光調制器（4）、光路轉換開關（5）、光延時器（6）、薄膜鈮酸鋰基集成光路（7）、光電探測器（8）、高功率放大器電路（9）和微波傳輸線（10）；各光子器件之間通過薄膜鈮酸鋰基集成光路（7）連接；各微波器件之間通過微波傳輸線（10）連接；

微波器件通過金屬凸點鍵合工藝正貼裝在薄膜鈮酸鋰基芯片正面，并通過TSV工藝將所有電極引到薄膜鈮酸鋰基芯片背面；

激光器（3）通過外延層轉移、鍵合技術和薄膜鈮酸鋰基集成光路（7）異構集成，激光器（3）的電極通過TSV工藝引到薄膜鈮酸鋰基芯片背面；

電光調制器（4）、光路轉換開關（5）、光延時器（6）電極均通過互連金屬（15）引到 薄膜鈮酸鋰基芯片背面；

光電探測器（8）通過外延層轉移、鍵合技術和薄膜鈮酸鋰基集成光路（7）異構集成，光電探測器（8）的電極通過TSV工藝引到薄膜鈮酸鋰基芯片背面；

所述低噪聲放大器電路（2）、激光器（3）和電光調制器（4）構成接收支路，光電探測器（8）和高功率放大器電路（9）構成發射支路；接收與發射工作狀態的微波信號通過射頻轉換開關（1）切換；接收狀態和發射狀態的光路通過光路轉換開關（5）切換；光延時器（6）對收、發狀態共用，用于光信號的延時處理。

2.根據權利要求1所述的薄膜鈮酸鋰基異構集成微波光子收發芯片，其特征在于：所述集成光路（7）、光延時器（6）、光路轉換開關（5）和電光調制器（4）主體均由薄膜鈮酸鋰材料實現，且單片集成一起。

3.根據權利要求1所述的薄膜鈮酸鋰基異構集成微波光子收發芯片，其特征在于：所述低噪聲放大器電路（2）、射頻轉換開關（1）和高功率放大器電路（9）由氮化嫁、砷化鎵或磷化銦材料實現。

4.根據權利要求1所述的薄膜鈮酸鋰基異構集成微波光子收發芯片，其特征在于：所述光延時器（6）為基于薄膜鈮酸鋰光波導的光開關切換路徑延時器、陣列波導光柵延時器、微環延時器或Bragg光柵延時器。

5.根據權利要求1所述的薄膜鈮酸鋰基異構集成微波光子收發芯片，其特征在于：所述激光器（3）為InP基激光器。

6.根據權利要求1所述的薄膜鈮酸鋰基異構集成微波光子收發芯片，其特征在于：所述光電探測器（8）為InP基光電探測器。

7.根據權利要求1所述的薄膜鈮酸鋰基異構集成微波光子收發芯片，其特征在于：在薄膜鈮酸鋰基芯片背面進行金屬布線，實現相應光子器件與微波器件的三維互連。