[发明专利]高对比度光栅光电子器件

权利要求书

1.一种高对比度光栅光电子设备，包括：

位于基板的前表面处的光电子装置，所述光电子装置通过所述基板的与所述前表 面相对的后表面来发射光和/或检测光；以及

高对比度光栅(HCG)透镜，临近于所述基板的所述后表面并且通过间隔物与所 述后表面间隔开，所述HCG透镜用于聚焦所述光，

其中所述间隔物包括晶片键合基板和/或位于所述HCG透镜与所述基板的后表面 之间的腔。

2.如权利要求1所述的高对比度光栅光电子设备，其中所述光电子装置包括背射 式垂直腔表面发射激光器(BE-VCSEL)，由所述HCG透镜聚焦的所述光是BE-VCSEL 的激光辐射。

3.如权利要求1所述的高对比度光栅光电子设备，其中所述光电子装置包括光电 二极管，所述HCG透镜将所述光聚焦到所述光电二极管的有源区上。

4.如权利要求1所述的高对比度光栅光电子设备，进一步包括在所述基板上的、 位于所述HCG透镜与所述基板的后表面之间的增透膜。

5.如权利要求1所述的高对比度光栅光电子设备，其中所述HCG透镜被封装在 封装材料中。

6.一种采用高对比度光栅的光电子设备，包括：

透明基板，具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述透明基板传 输所述光电子设备的可操作波长的光；

光电子层，位于所述透明基板的所述第一表面处，所述光电子层发射所述光和/或 检测所述光；以及

高对比度光栅(HCG)层，临近于所述透明基板的所述第二表面并且通过间隔层 与所述第二表面间隔开，所述HCG层提供HCG透镜以聚焦所述光，

其中所述间隔层包括晶片键合支撑基板和/或腔，以将所述HCG透镜悬浮在所述 透明基板的第二表面上方。

7.如权利要求6所述的采用高对比度光栅的光电子设备，其中所述光电子层包括 垂直腔表面发射激光器(VCSEL)和/或光电二极管，所述VCSEL在朝向所述第二表 面的方向上发射光，所发射的光由所述HCG透镜聚焦，所述光电二极管由来自所述 第二表面的光照射并且检测所述光，所述光由所述HCG透镜聚焦到所述光电二极管 上。

8.如权利要求6所述的采用高对比度光栅的光电子设备，其中所述HCG透镜将 所述光聚焦到光纤内和/或将来自光纤的光聚焦到所述光电子层上以照射所述光电子 层。

9.如权利要求6所述的采用高对比度光栅的光电子设备，其中所述间隔层包括位 于所述HCG层与所述透明基板的第二表面之间的腔，所述光电子设备进一步包括晶 片键合基板以将所述HCG层支撑在所述晶片键合的基板的表面上，所述HCG层在所 述晶片键合基板与所述透明基板的第二表面之间。

10.如权利要求6所述的采用高对比度光栅的光电子设备，其中所述间隔层包括 晶片键合支撑基板，所述HCG层位于所述晶片键合基板的、与所述晶片键合支撑基 板的临近于所述透明基板的第二表面的表面相对的表面上。

11.一种基于高对比度光栅的光电子器件的制造方法，所述方法包括：

提供光电子基板，所述光电子基板将光电子装置支撑在前表面上并且在所述光电 子基板的所述前表面与后表面之间传输光；以及

形成高对比度光栅(HCG)透镜，所形成的HCG透镜临近于所述光电子基板的 后表面并且通过间隔物与所述后表面间隔开以聚焦所传输的光，

其中所述间隔物位于所述光电子基板与所述HCG透镜之间，并且包括腔和/或晶 片键合基板。

12.如权利要求11所述的基于高对比度光栅的光电子器件的制造方法，其中形成 所述HCG透镜包括：

将HCG层沉积到所述光电子基板的所述后表面上的间隔层上；

图案化所述HCG层；

刻蚀图案化的HCG层，以限定所述HCG透镜；以及

释放所述HCG透镜，以在所述光电子基板的后表面与所述HCG透镜之间的所述 间隔层中形成所述腔。