[發明專利]硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法

在審

• 申請號: 202110364698.5
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112748504A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 胡朝陽;孫旭;陳曉剛;汪軍平;林天營
• 申請（專利權）人: 蘇州海光芯創光電科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/122;G02B6/13;G02B6/136
• 代理公司: 蘇州新知行知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32414
• 代理人: 馬素琴

1.一種硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：分別加工制備硅光芯片和平面光波導芯片；

S2：在步驟S1制備的硅光芯片和平面光波導芯片的耦合區的SiO₂包覆層上進行刻蝕，使芯片內部的波導結構裸露出來，同時，刻蝕過程中在硅光芯片和平面光波導芯片的波導結構上方的SiO₂包覆層區域分別加工出具有互補形狀的對準導向結構；

S3：將平面光波導芯片上的對準導向結構與硅光芯片上的對準導向結構進行相互貼裝耦合并固定，實現硅光芯片和平面光波導芯片的倏逝波耦合。

2.如權利要求1所述的硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：步驟S2中還包括減薄過程，具體為：

在步驟S1制備的硅光芯片和平面光波導芯片的耦合區的SiO₂包覆層上進行研磨或刻蝕整體減薄SiO₂包覆層厚度，使SiO₂包覆層的預留厚度能夠滿足倏逝波耦合的條件；然后在預留的SiO₂包覆層上繼續刻蝕，使芯片內部的波導結構裸露出來，同時，刻蝕過程中在硅光芯片和平面光波導芯片的波導結構上方的SiO₂包覆層區域分別加工出具有互補形狀的對準導向結構。

3.如權利要求1所述的硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：步驟S2中硅光芯片耦合區的SiO₂包覆層采用SiO₂腐蝕液體或SiO₂腐蝕氣體剝離波導結構。

4.如權利要求1所述的硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：步驟S2中平面光波導芯片的SiO₂包覆層通過控制深刻蝕時間完成剝離，且在平面光波導芯片的波導結構上面預留小于2μm的SiO₂包覆層。

5.如權利要求1所述的硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：所述對準導向結構包括設置在硅光芯片的SiO₂包覆層上的對準導向條，以及設置在平面光波導芯片的SiO₂包覆層上且與硅光芯片上對準導向條匹配的對準導向槽，對準時，所述對準導向條嵌入對準導向槽內；

或者所述對準導向結構包括設置在硅光芯片的SiO₂包覆層上的對準導向槽，以及設置在平面光波導芯片的SiO₂包覆層上且與硅光芯片上對準導向槽匹配的對準導向條，對準時，所述對準導向條嵌入對準導向槽內。

6.如權利要求5所述的硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：步驟S3中所述的貼裝耦合并固定具體方式為：將對準導向條嵌入對準導向槽內進行貼裝耦合，并在硅光芯片和平面光波導芯片的對準導向結構之間的空隙內填入光路膠水或者進行氧化加工，使兩顆芯片固定。

7.如權利要求5所述的硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：所述對準導向條的截面尺寸小于對準導向槽的截面尺寸。

8.如權利要求1所述的硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：所述平面光波導芯片中能夠集成無源光器件結構。

9.如權利要求1所述的硅光芯片與平面光波導芯片耦合的方法，其特征在于：所述平面光波導芯片中波導結構采用半導體化合物材料或者有機聚合物波導材料制成。