[发明专利]附加有微制作在管芯中的对准特征的光学框架

说明书

技术领域

本发明的实施例属于单片集成光学部件(IOC)领域，尤其涉及将光学框架附加到芯片或管芯，以将外部光学互连耦合至该芯片。

背景技术

通信网络在覆盖广度和数据密度上持续增长。这种持续增长的重要实现技术是光学(光子)部件的不断集成。例如，利用波分复用(WDM)来部署城域网和广域网，波分复用使用波长选择滤波器来添加／放弃信道，波长选择滤波器利用超大规模集成(VLSI)制造技术集成在硅衬底或其他半导体基底上。

在特定应用中，例如其中IOC芯片是光学收发器的应用中，透镜或其他光学互连(例如，光纤)机械组装在IOC芯片上。一旦透镜被附加，可以附加跳线连接器或相似的机械耦合以创建例如与光纤的光学链接。

部件的放置、结合、透镜对准和附加都是费时且繁琐的过程，并且每个都与制造公差相关联。例如，在传统方法中，IOC芯片置于基底上，然后利用带有可视对准系统的拾取和放置设备，将机械耦合对准并且置于芯片上。

利用传统的组装技术，在机械耦合器和IOC芯片之间存在显著的位置偏移量(例如公差叠加)。位置偏移会引起性能问题甚至使得封装的IOC不能工作，从而需要重做或废弃光子器件组件。对这两种技术，对准框架变化、定位性能(IOC芯片和／或对准框架)和机械耦合变化都会引起位置的偏移。

附图说明

本发明的实施例以示例而非限制的方式示出，在图的图中：

图1是根据实施例将光学框架附加到IOC芯片的方法的流程图；

图2A是根据实施例的包括多个IOC芯片的基底的平面图，在这些IOC芯片中微制作对准特征；

图2B是根据实施例的在图2A中示出的基底的截面图；

图2C是在图2B中示出的一个IOC芯片的放大截面图；

图3A和3B是根据实施例在图1所示方法中的代表性操作的截面图；

图4是根据实施例的光学框架的等比例视图；

图5A、5B、6A和6B是根据实施例的图1所示方法中的代表性操作的截面图，该代表性操作用于将图4示出的光学框架边缘安装在IOC芯片上；

图7是根据实施例的系统平面图，该系统采用附加到图4示出的光学框架的IOC芯片；

图8A是根据实施例的将光学框架从顶侧安装至IOC芯片的等比例视图；

图8B是根据实施例的用于从顶侧安装的光学框架的平面图；

图9A、9B、9C和9D根据实施例示出具有微制作对准特征的多个IOC芯片；

图10A和10B根据实施例示出在图8A中示出的光学框架的水平侧视图；

图10C是根据实施例的图10A和10B示出的光学框架的底侧的平面图；

图10D是根据实施例的图10A-10C示出的光学框架的等比例视图；

图11是根据实施例的采用IOC芯片的系统的平面图，该芯片具有附加到光学框架的垂直耦合光子器件。

具体实施方式

描述光学框架和将光学框架附加到其上具有微制作对准特征的IOC芯片的方法。在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如材料和制造技术，以描述本发明的示例性实施例。然而，对本领域技术人员显而易见的是，本发明的实施例可以在无需这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，公知的方面，诸如IOC芯片制造、基底减薄、凸块(bumping)、封装等，不会详细描述以免不必要地混淆本发明的实施例。贯穿说明书，对“实施例”的引用表示结合实施例所描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿说明书在不同位置中出现的“在实施例中”的短语不一定指代本发明的相同实施例。此外，特定特征、结构、材料或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。而且，可以理解的是图中示出的多个示例性实施例仅仅是描述性表示而未必按比例绘制。

本文中使用的术语“耦合”和“连接”以及其派生词描述了部件之间的结构关系。可以理解的是这些术语彼此之间并不是同义词。相反，在具体实施例中，“连接”可以用于表示两个或更多部件彼此直接物理或电学接触。“耦合”可以用于表示两个或更多部件彼此直接或者间接(在其之间具有其他中间元件)的物理、电学或光学接触，和／或两个或更多元件协调操作或彼此交互(例如，具有因果关系)。