[实用新型]一种制作掩模版的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光子集成工艺方法、硅光子集成光器件制成和光通信器件，尤其是半导体激光器和硅基光芯片、硅基光波导的混合集成技术，特别涉及一种制作掩模版的装置。 

背景技术

光子集成技术就是将有源器件（例如激光器、光放大器、探测器和调制器等）和光波导器件（例如分光/耦合器等）集成到一个InP（磷化铟）基片或GaAs（砷化镓）基片或硅基片上（PIC，Photonics Integrated Circuits），从而获得单片多功能集成的光器件，实现低成本、小尺寸、低功耗、灵活扩展和高可靠性等优点。然而，由于光子芯片集成的功能非常多，对工艺一致性和产品可靠性要求非常高，其生产的难度也很大（产品的量率随着功能集成的增多而降低），限制了光子集成技术获得更大规模的应用。 

目前硅光子集成技术（Silicon Photonics）被业界认为是最有前景的光子集成技术，尤其是这一技术可以把微电子和光电子有机结合起来，充分发挥了硅基微电子成熟的工艺技术和光电子技术固有高速、大带宽的优势，目前作为突破性的技术革命被业界投入大量资源进行研发。硅光子集成就是将光芯片和电芯片集成，即将半导体激光器、硅调制器、硅探测器、硅光波导和相应驱动电芯片集成在一起，采用标准和成熟的硅工艺设备制成类似于大规模集成电路的低成本硅光电集成芯片。然而，在硅光子集成中，其中的关键技术之一就是精密的光耦合以及高频电路匹配，其中包括半导体激光器与硅光波导等的光耦合。由于半导体激光器光模场和硅光波导光模场的不同，其光对准容差经常只有几个微米，需要能够高精度地放置光芯片和电芯片以及控制它们的位置，目前业界采用的方法就是使用昂贵的高精度设备，或者利用手工对准，直接导致了产品生产成本的提高，并且昂贵的设备也限制了今后生产规模的进一步扩大。因此，寻找一种采用标准光对准设备的低成本解决方案成为了当今业界的当务之急。 

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述迫切的市场和生产需求，提供一种制作掩模版的装置，通过采用标准对准工艺设备和硅工艺流程，本实用新型可以提高硅光子集成的对准容差，尤其对于多功能、高密度化集成的硅 光电芯片，具有低成本和易扩展的优势，本实用新型突破了当前市场上需要采用昂贵工艺设备的限制。采用本实用新型的技术，可直接将多种功能的光芯片和电芯片高精度定位集成在在同一硅衬底上，极大降低了当前制造高端光器件的生产成本，易于批量生产。 

本实用新型的技术方案为： 

一种制作掩模版的装置，包括：照相设备、显像设备、计算机、芯片夹具、芯片位置控制台、硅光子平台，其特征在于：照相设备安装在硅光子平台正上方，芯片位置控制台安装在硅光子平台一侧，芯片夹具安装在芯片位置控制台上，计算机分别与照相设备、显像设备、芯片位置控制台相连。本实用新型装置中的照相设备、显像设备、计算机、芯片夹具、芯片位置控制台、硅光子平台均为现有结构。 

利用本实用新型进行叠层虚拟掩模版集成硅光子集成芯片的方法，其特征在于按以下步骤： 

1）照相设备对硅光子平台上的硅衬底照相并记录其实际尺寸和形状传输到计算机，计算机将硅衬底的图像和尺寸制成硅衬底的虚拟掩模版并在显像设备上显示； 

2）照相设备提取硅光子平台上的相应光芯片/光器件或电芯片/电器件的图像和尺寸，传输到计算机中，由计算机结合硅光子设计图生成对应的虚拟掩模版并在显像设备上显示； 

3）计算机将多个虚拟掩模版和硅衬底的虚拟掩模版基于在硅光子平台上的公共对准标识进行对准叠加，形成叠层虚拟掩模版并在显像设备上显示； 

4）叠层虚拟掩模版记录有硅衬底、所有芯片/器件的实际尺寸形状的标识，在计算机上实现对所有芯片/器件在硅衬底上的高精度对准和固结并在显像设备上显示； 

5）计算机通过控制安装在芯片位置控制台上的芯片夹具转化叠层虚拟掩模版的精度到实际硅光子平台的芯片/器件上，并对准和固结，得到高精度的硅光子集成芯片。 

利用本实用新型集成硅光子集成芯片对实际制成硅衬底和单个功能芯片的照相和尺寸形状记录，通过照相设备的放大实现了成倍对准误差的减小，避免了实际尺寸形状和设计之间的误差，保证了对准的精度。