[發明專利]光電器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202011097670.1
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN114373806A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 廖永平;李志偉;曾金林;王謙;冀瑞強
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/0216;H01L31/0232;H01L31/18
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 望紫薇

本申請提供了一種光電器件及其制備方法，涉及光電領域。該光電器件包括波導層和光收發芯片；其中，波導層包括第一包層、第二包層、位于第一包層和第二包層之間的波導芯層、以及貫穿第一包層及波導芯層的斜槽。該斜槽包括第一側面和第二側面，第一側面靠近波導芯層的光路側設置，第二側面遠離所述光路側設置；光收發芯片設置于第一包層的遠離波導芯層的一側，并覆蓋斜槽的開口，光路側的傳輸光線經第一側面反射后在波導層和光收發芯片之間傳輸。該光電器件具有加工工藝簡單，生產成本低的目的。

技術領域

本申請涉及光電領域，具體涉及一種光電器件及其制備方法。

背景技術

隨著光通信技術的快速發展，光電器件的應用越來越廣泛。以應用于光通信領域的光收發模塊為例，其接收側通過設置光電探測器芯片，利用光電探測器芯片將收集到的光信號轉換為電信號后進行信息的處理。

為了保證處理后的信號的誤碼率低于某一個標準數值，通常通過設計光電探測器芯片對入射光的接收方式，以最大程度的收集光信號，提高信號處理的準確度。同時，在將光電探測器芯片貼裝在用于傳輸光線的波導層上時，需要使經過波導層的光線最大程度地耦合到光電探測器芯片。

目前，常用的貼裝方法有兩種，一種是有源耦合，另一種是無源貼裝。無源貼裝方式可支持晶圓級貼裝，但是現有的無源貼裝方法中，需要在晶圓基體內加工出光柵，并在光柵的底部設置反射層，才能使經過波導層的大部分光線傳輸至光電探測器芯片中。該結構的加工工藝復雜，加工成本較高。

發明內容

本申請提供了一種光電器件及其制備方法，以簡化光電器件的加工工藝，降低生產成本。

第一方面，本申請實施例提供一種光電器件，包括波導層和光收發芯片。其中，波導層包括第一包層、第二包層、位于第一包層和第二包層之間的波導芯層、以及貫穿第一包層及波導芯層的斜槽。該斜槽包括第一側面和第二側面，第一側面靠近波導芯層的光路側設置，第二側面遠離所述光路側設置。光收發芯片設置于第一包層的遠離波導芯層的一側，并覆蓋斜槽的開口，光路側的傳輸光線經第一側面反射后在波導層和光收發芯片之間傳輸。

本申請實施例提供的光電器件，通過在波導層加工斜槽，并使該斜槽貫穿第一包層和波導芯層，以將波導芯層分隔為光路側和非光路側。其中，在光路側的傳輸光線，即光波信號，可在第一側面的反射作用下，由波導層傳輸至光收發芯片，或由光收發芯片傳輸至波導芯層。在加工斜槽時，可根據波導芯層的折射率設置第一側面的傾斜角度，以使大部分光線在第一側面處發生反射，甚至全反射，從而可最大程度地提高傳輸光線在波導層和光收發芯片之間的耦合效率，減少光損失。本申請實施例的光電器件的結構簡單，并且僅通過斜槽的其中一個斜面，即可實現光線傳輸方向的轉換。另外，本申請實施例的光電器件的加工難度較低，其可有效的降低加工成本。

在本申請一種可能的實現方式中，沿波導芯層中的光線傳輸方向，第一側面與第二側面之間的間距為15～30微米，以方便加工斜槽，以及減少光收發芯片的貼裝區域，可減少光電器件的體積。

在本申請一種可能的實現方式中，所述光電器件還包括連接件，該連接件設置于第一包層的靠近光收發芯片的表面，且該連接件設置在斜槽的開口的周側，光收發芯片固定于該連接件。通過設置連接件可方便預設光收發芯片的位置，同時，通過該連接件以將光收發芯片貼裝于波導層的第一包層表面。

在本申請一種可能的實現方式中，在具體設置連接件時，連接件可以包括金屬層和焊料層，金屬層設置于第一包層的靠近光收發芯片的表面，且設于斜槽開口的周側；焊料層設置于金屬層的表面，光收發芯片焊接于焊料層的表面。其中，金屬層既可方便焊接光收發芯片，還可作為導電線路使用，以將光收發芯片的電信號導出。