[发明专利]光电器件阵列与光纤阵列的无源耦合方法及其组件制备

权利要求书

1.一种光电器件阵列与光纤阵列的无源耦合方法，其特征在于，该方法包括：

对基片一面进行深刻蚀形成穿透整个基片的微通孔阵列；

将光电器件阵列倒扣安装在基片另一面，且光电器件阵列中的每个管芯的有源区与微通孔阵列中对应的每个微通孔中心轴线垂直对准；

将光纤阵列插入微通孔阵列并固定；

其中，在将光纤阵列插入微通孔阵列并固定的步骤中，光纤间的精确定位依靠一对单晶硅片上平行等间距的V型槽阵列来实现，在单晶硅片上生长二氧化硅或氮化硅或二氧化硅和氮化硅叠层，作为硅腐蚀的阻挡层，利用半导体光刻工艺在上述阻挡层上开出平行等间距的条形窗口阵列，窗口间距等于光电器件阵列中的管芯间距，通过各向异性湿法腐蚀出V型槽阵列，完成上基板和下基板，将下基板V型槽开口向上水平放置，将N根光纤平行排列在V型槽内，将上基板V型槽开口向下扣在下基板上，将N根光纤嵌在上基板的V型槽中；

设置一L型基座，设置一紧贴所述L型基座侧壁内表面且远离侧壁的表面为光滑镜面的长方体，紧贴所述长方体光滑镜面内表面上设置两个相互平行的小长方体，所述两个小长方体垂直于L型基座底部的上表面，间距大于光纤阵列的宽度，小于上下基板的宽度，在垂直于基座侧壁方向上的厚度等于带有微通孔的基片厚度，预固定上基板和下基板，将上基板、下基板和夹在上下基板之间的光纤一起平放在L型基座的上表面上，向后抽回夹在上基板和下基板之间的光纤，使得每根光纤伸出上基板和下基板前端面的长度都小于两个小长方体的厚度，同时保证任何一根光纤都不能从上基板和下基板中完全抽出，然后将上基板和下基板前端面紧抵住两个小长方体的表面，将光纤向前推出直至每根光纤的前端面都抵住长方体的光滑镜面，增大下基板和上基板之间的压力，固定光纤的位置，随后用紫外固化胶将上基板、下基板和上下基板之间的光纤固定，完成光纤阵列的制作，将光纤阵列插入已安装了光电器件阵列的基片的微通孔阵列中，完全插入后用紫外固化胶固定，实现光电器件阵列和光纤阵列无源耦合。

2.根据权利要求1所述的光电器件阵列与光纤阵列的无源耦合方法，其特征在于，所述对基片一面进行深刻蚀形成微通孔阵列的步骤之前进一步包括：

在基片另一面上利用半导体工艺做金属布线，包括倒扣安装光电器件阵列的电极以及用于光电器件阵列倒扣安装对准的标记。

3.根据权利要求2所述的光电器件阵列与光纤阵列的无源耦合方法，其特征在于，所述对基片一面进行深刻蚀形成微通孔阵列的步骤包括：

在基片一面上制备深刻蚀的掩膜，利用双面曝光技术使掩膜层上开出的圆形刻蚀窗口圆心位置与另一面上设计的光电器件阵列的有源区中心位置对准，然后利用干法刻蚀技术刻蚀出微通孔阵列，将形成的微通孔阵列作为光纤阵列导入和定位孔。

4.根据权利要求3所述的光电器件阵列与光纤阵列的无源耦合方法，其特征在于，所述掩膜材料选用金属铝、二氧化硅、氮化硅或有机物，掩膜层为上述材料中的一种形成的单层，或为上述材料中的多种形成的叠层；

所述干法刻蚀技术为感应耦合等离子体ICP技术；

所述形成的微通孔阵列中微通孔间距等于光电器件阵列中的管芯间距。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电器件阵列与光纤阵列的无源耦合方法，其特征在于，所述基片两侧面进一步包括介质层、多层金属布线或MEMS结构；

所述微通孔阵列中微通孔的横截面为圆形或多边形；

所述光纤阵列中光纤端面为解理面或8°角斜面，所述光纤的前端面相互平行，且前端面伸出上下基板前端面的距离等于带有微通孔阵列基片的厚度；

所述微通孔阵列间距、光纤阵列间距以及光电器件阵列单元间距相等。

6.根据权利要求1所述的光电器件阵列与光纤阵列的无源耦合方法，其特征在于，所述基片为双面抛光的基片，基片材料选用硅、氧化铝、氮化铝、氧化铍或碳化硅。