[发明专利]利用镜面化衬底的光接收器体系结构

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明的实施例一般涉及用于在光子器件中引导光信号的结构。更具体地，某些实施例涉及反射器管芯，用于将光信号反射到光电检测器中以产生相应的电信号。

2.背景技术

用于光子器件的体系结构通常依赖于基于硅层波导的方法，其中衬底的平坦硅层作为传输光信号的波导。由于硅的吸收性质，这样的方法仅能对于有限范围的光信号波长实现。例如，硅层波导结构与较大波长的光信号（例如波长在1310nm附近的激光）相容。然而，由于硅在这样的波长下的吸收系数，较小波长的光信号（例如在850nm的范围内）无法有效地被交换。

在这些光子器件体系结构中，这样的波长范围也会限制用于将光信号转换成相应的电信号的光检测器的使用。例如，诸如正入射光电检测器（NIPD）之类的光电检测器可相当容易地用于工作在850nm范围内的激光。然而，对于较大波长（例如1310nm）的激光，NIPD的有源区必须小得多，以实现在这样的较大波长下的高带宽性能。对于这样的较大波长信号，将光学器件（例如透镜、反射镜等等）与光电检测器的如此小的有源区对准所需要的精确度非常难以在体积上实现。

附图说明

通过示例而非限制的方式，在附图中的各图中示出了本发明的各个实施例，在附图中：

图1A到1C是示出根据实施例的用于提供用于光信号的反射靶区域的反射器管芯的选择要素的框图。

图2是示出根据实施例的被蚀刻和切割以提供反射器管芯的衬底的选择要素的框图。

图3A和3B是示出根据实施例的用于金属化反射器管芯的方法的选择要素的框图。

图3C和3D是示出根据实施例的用于接合反射器管芯以创建管芯组件的方法的选择要素的框图。

图3E和3F是示出根据实施例的用于封装管芯组件的方法的选择要素的框图。

图4是示出根据实施例的用于引导和处理光信号的系统的选择要素的框图。

具体实施方式

某些实施例提供允许与1310nm以及850nm光信号相容的光学接收器的操作的反射器管芯，850nm光信号是与现有光通信标准的向后兼容所必需的。与基于波导的硅光子器件不同，多个实施例实现其中自由空间光学器件可将两个波长都聚焦到正入射光电检测器（NIPD）上的体系结构。在这样的体系结构中，光信号可沿垂直于基板（例如电路板）的侧表面进入管芯组件，该管芯组件连接至该基板。

多个实施例包括由衬底制成的反射器管芯，该衬底被金属化而包括用于反射光的光学质量的刻面。反射器管芯还可包括光学对准特征（诸如V槽），用于在将反射器管芯接合至一个或多个其它部件时提供精确的对准。某些实施例进一步包括正入射光电检测器（NIPD）和/或相关联的集成电路（IC），诸如接合至反射器管芯的跨阻抗放大器（TIA）。反射器管芯可提供接合垫或类似的接合结构，NIPD和/或TIA可接合至该接合垫或类似的接合结构。附加地或另选地，反射器管芯可包括一个或多个迹线，用于使接合至该反射器管芯的多个组件互连。

图1A是从第一视图100a示出根据实施例的反射器管芯105的选择要素的框图，该反射器管芯105用于提供用于引导光信号的靶区域。反射器管芯105可由高阻抗硅衬底制成或包括高阻抗硅衬底，其中该衬底的低掺杂减轻了高频信号通信中的电容效应。第一视图100a示出了反射器管芯105的耦合表面110，该耦合表面110用于将反射器管芯105耦合至一个或多个其它管芯——例如，以形成管芯组件。在实施例中，这样的管芯组件可被封装在用于处理从例如光纤光缆、波导或其它类似的信号通信介质接收的光信号的装置中。

耦合表面110的一个或多个侧面或边缘可分别通过反射器管芯105的邻接耦合表面110的一个或多个其它表面（在本申请中称为侧表面）来限定。例如，一个或多个这样的侧表面可被视为相对于较“水平”的耦合表面110的“垂直”表面。作为说明而非限制，反射器管芯105的侧表面120（在视图100a中示为侧向）可至少部分地邻接耦合表面110以限定其侧面。另选地或作为附加，侧表面120可通过提供一表面，相对该表面的斜面利用耦合表面110形成，来至少部分地限定耦合表面110的侧面。作为说明而非限制，反射器管芯105的斜面表面BvS130由相对于耦合表面110和侧表面120的斜面形成。视图100a中示出的其它侧表面仅仅是为了说明反射器管芯105的一些终止范围。