[發(fā)明專利]一種光耦合結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011613620.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112558245A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫瑜;曹立強(qiáng);薛海韻;劉豐滿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/42
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/42
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

一種光耦合結(jié)構(gòu)及其制備方法，其中，光耦合結(jié)構(gòu)包括：基板；設(shè)置于所述基板上的光發(fā)射單元，所述光發(fā)射單元包括光發(fā)射器；設(shè)置于所述基板上的復(fù)合載板，所述復(fù)合載板包括載板本體和透鏡層，在所述載板本體的厚度方向上，所述透鏡層位于所述載板本體的一側(cè)表面，所述載板本體中具有貫穿載板本體厚度的光纖通孔，所述透鏡層位于所述光發(fā)射單元和所述載板本體之間。所述光耦合結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)源對(duì)準(zhǔn)、精度高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種光耦合結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著各類(lèi)移動(dòng)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，移動(dòng)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的速度、延遲等質(zhì)量要求越來(lái)越高，而光通信技術(shù)很好的滿足了相應(yīng)的需求。在硅光和光電集成系統(tǒng)中，為了滿足長(zhǎng)距離、高帶寬、高質(zhì)量信號(hào)傳輸時(shí)候，通常需要采用單模激光傳輸技術(shù)。但是單模激光器模式模斑很小，只有10um以內(nèi)，因此對(duì)準(zhǔn)容差要求比多模耦合高的多，只有5um左右，因此通常只能通過(guò)有源對(duì)準(zhǔn)的方式進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，即通過(guò)點(diǎn)亮激光器芯片，調(diào)節(jié)光纖的位置，并探測(cè)出光纖輸出光功率的大小，在光纖輸出的功率最大時(shí)固定光纖的位置。這種方式設(shè)備投入成本高，效率低，良率低，在多通道同時(shí)耦合時(shí)，就更難對(duì)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中有源對(duì)準(zhǔn)、精度低的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種光耦合結(jié)構(gòu)，包括：基板；設(shè)置于所述基板上的光發(fā)射單元，所述光發(fā)射單元包括光發(fā)射器；設(shè)置于所述基板上的復(fù)合載板，所述復(fù)合載板包括載板本體和透鏡層，在所述載板本體的厚度方向上，所述透鏡層位于所述載板本體的一側(cè)表面，所述載板本體中具有貫穿載板本體厚度的光纖通孔，所述透鏡層位于所述光發(fā)射單元和所述載板本體之間。

可選的，所述光纖通孔的數(shù)量為若干個(gè)，所述透鏡層背向所述載板本體的表面具有若干個(gè)透鏡凸起，所述透鏡凸起的位置和所述光纖通孔的位置一一對(duì)應(yīng)；所述光發(fā)射單元包括若干個(gè)光發(fā)射器。

可選的，所述光發(fā)射單元發(fā)射的光適于直接照射在透鏡層表面。

可選的，相鄰光纖通孔的中心軸之間的間距為125um～500um；每個(gè)所述光纖通孔的孔徑為100um～300um；相鄰的光發(fā)射器的發(fā)光面的中心軸之間的間距為125um～500um。

可選的，若干個(gè)光纖通孔陣列排布；所述若干個(gè)透鏡凸起陣列排布。

可選的，還包括：位于所述光發(fā)射單元和所述復(fù)合載板之間的輔助耦合透鏡。

可選的，所述基板包括第一區(qū)和與第一區(qū)鄰接的第二區(qū)，所述光發(fā)射單元位于所述基板的第一區(qū)上；所述復(fù)合載板位于所述基板的第二區(qū)上；所述光耦合結(jié)構(gòu)還包括：位于所述基板的第一區(qū)和所述光發(fā)射單元之間的輔助承載板。

可選的，所述基板包括第一區(qū)和與第一區(qū)鄰接的第二區(qū)，所述光發(fā)射單元位于所述基板的第一區(qū)上；所述復(fù)合載板位于所述基板的第二區(qū)上；所述基板的第一區(qū)朝向所述光發(fā)射單元一側(cè)的表面高于所述基板的第二區(qū)朝向所述復(fù)合載板一側(cè)的表面。

可選的，所述光發(fā)射器包括：邊發(fā)射激光器、光電探測(cè)器或者波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供一種光耦合結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：提供基板和光發(fā)射單元；形成復(fù)合載板，所述復(fù)合載板包括載板本體和透鏡層，在所述載板本體的厚度方向上，所述透鏡層位于所述載板本體的一側(cè)表面，所述載板本體中具有貫穿載板本體厚度的光纖通孔；將所述光發(fā)射單元設(shè)置在所述基板上；將所述復(fù)合載板設(shè)置在所述基板上，所述透鏡層位于所述光發(fā)射單元和所述載板本體之間。

可選的，形成所述復(fù)合載板的方法包括：形成透鏡層和載板本體；將所述透鏡層和所述載板本體貼合在一起。

可選的，形成所述透鏡層的方法包括：提供透明基板；在所述透明基板上形成初始透鏡膜；采用納米壓印工藝或者刻蝕工藝圖形化所述初始透鏡膜，使透明基板和圖形化之后的初始透鏡膜形成所述透鏡層。