[发明专利]一种硅基光子集成结构和制备方法

权利要求书

1.一种硅基光子集成结构，其特征在于，包括：激光器驱动电路(1)、至少一个激光器(2)、与所述激光器(2)对应数量的监控探测器(3)、光波导(4)和硅基衬底(5)；所述激光器驱动电路(1)与激光器(2)电气连接；所述激光器(2)、监控探测器(3)和光波导(4)之间通过光连接；所述激光器驱动电路(1)、激光器(2)、监控探测器(3)和光波导(4)均设置在同一硅基衬底(5)上；

对应激光器(2)的光路发射方向，在硅基衬底(5)上相对于光路发射方向垂直生长有隔热基板(51)，所述隔热基板(51)位于激光器(2)和光波导(4)之间；

并且将所述的硅基衬底(5)安装在两个半导体制冷器上，两个半导体制冷器分别对应激光器(2)和光波导(4)设置。

2.根据权利要求1所述的硅基光子集成结构，其特征在于，对应光波导(4)的进光面和/或出光面处刻蚀有微透镜(6)结构。

3.根据权利要求1所述的硅基光子集成结构，其特征在于，所述的激光器(2)通过焊盘安装在硅基衬底(5)上，沿着焊盘的外周设置有环形隔热基板(51)。

4.一种硅基光子集成的光发射组件，包括：管壳(7)、多层陶瓷(8)、激光器驱动电路(9)、激光器(10)、波分复用器(11)、硅基衬底(12)和制冷器(13)，其特征在于，沿光路方向将激光器驱动电路(9)、激光器(10)和波分复用器(11)设置在同一硅基衬底(12)上；对应激光器(10)设置的多层陶瓷(8)上分布有激光器驱动电路(9)，激光器驱动电路(9)与激光器(10)电气连接；硅基衬底(12)设置在制冷器(13)上，制冷器(13)置于管壳(7)内部的底面上；沿光路方向在管壳(7)外部依次设置第一耦合组件(14)、滑套(15)和光纤适配器(16)；

对应激光器(10)的光路发射方向，在硅基衬底(12)上相对于光路发射方向垂直生长有隔热基板(51)，所述隔热基板(51)位于激光器(10)和波分复用器(11)之间。

5.根据权利要求4所述的硅基光子集成的光发射组件，其特征在于，所述第一耦合组件(14)包括有沿光路依次设置的第一透镜、隔离器和第二透镜，光波由第一耦合组件(14)耦合后进入光纤适配器(16)中。

6.根据权利要求4所述的硅基光子集成的光发射组件，其特征在于,对应所述波分复用器(11)的进光面和/或出光面处刻蚀有微透镜(17)结构。

7.一种硅基光子集成的光接收组件，包括：管壳(18)、放大电路(19)、探测器(20)、解复用器(21)和硅基衬底(22)，其特征在于，放大电路(19)与探测器(20)电气连接，解复用器(21)通过光波导与探测器(20)连接；放大电路(19)、探测器(20)和解复用器(21)集成在同一硅基衬底(22)上，硅基衬底(22)设置在管壳(18)内部的底面上；对应解复用器(21)沿光路方向依次设置第二耦合组件(23)和光纤接口(24)；

对应探测器(20)的光路接收方向，在硅基衬底(22)上相对于光路接收方向垂直生长有隔热基板(51)，所述隔热基板(51)位于探测器(20)和解复用器(21)之间。

8.一种硅基光子集成结构的制备方法，其特征在于，通过在硅基上涂制光刻胶，采用光刻方法制作对准标记和水平定位的图形；进行对应的MOS、光刻和掺杂工艺操作；在硅基上标记的激光器驱动电路区域生长出导电电路；在硅基上标记的导电电路倒贴区生长出电极标记；在硅基预留区域按照设计结构生长光波导；在硅基预留区域内分别对应光波导进光和出光区域刻蚀微透镜结构；

在生长完成整个硅基衬底后，接着光刻出对应隔热基板图形，通过腐蚀液腐蚀出相应用于生长隔热基板结构的凹槽后，完成隔热基板的生长。

9.根据权利要求8所述的硅基光子集成结构的制备方法，其特征在于，通过光刻胶法对硅基衬底进行腐蚀，形成可供隔热基板生长的沟道，在沟道中沉积隔热材料，生长得到隔热基板结构。