[发明专利]一种可用于晶圆级测试的具有反射镜功能的光学晶圆和芯片

说明书

本发明涉及一种基于平面光波导技术制作的集成反射镜的晶圆芯片。本发明开发了一种新的基于平面光波导技术晶圆级测试以及制作光学组件的方法。本发明可以实现对晶圆上每一个颗粒芯片的性能进行测试，从而能够在晶圆制造过程的早期建立合格标准、筛选不良，让光学组件如接收器或发射器等建立在合格的颗粒芯片上，这样可以有效提高制作效率，降低物料成本，减少工时浪费。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域中的晶圆，特别是涉及一种基于平面光波导技术制造的具有集成反射镜的晶圆和芯片。

背景

广泛应用于电信和数据通信的基于平面光波导技术的晶圆芯片有一个长期存在的问题，即晶圆芯片的测试成本高昂，占据了产品制造成本的主要部分。硅光子等其他技术平台的晶圆可以通过使用光栅耦合器能够实现自动化测试，而二氧化硅材质平面光波导技术平台的晶圆由于材质的不同采用类似的方法会有高损耗的问题。使用三五族材料的另一个技术平台的晶圆有一个专用技术解决方案，它们的平台集成了波导、镜子和光探测器。然而，由于光探测器不能使用二氧化硅来制作，这种集成解决方案不能转移到二氧化硅材质平面光波导技术平台的晶圆。平面光波导技术器件的测试通常采用端面耦合对接技术来实现光的连接。这可用来测试颗粒芯片，但由于不能使用该方法测试晶元上非边缘的颗粒芯片，所以不能扩展到晶圆级的测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于平面光波导技术制作的具有集成反射镜的晶圆芯片，实现晶圆级的测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于平面光波导技术制作的具有集成反射镜的晶圆和芯片。

所述具有集成反射镜的晶圆，晶圆上的颗粒芯片具有第一反射镜；所述第一反射镜位于颗粒芯片波导的末端，用反射镜反射输入或输出波导的光，测试颗粒芯片的光学性能；然后切割包含有第一反射镜的一部分晶圆，将其与测试的颗粒芯片分离。

所述具有集成反射镜的晶圆，切割部分晶圆后，将光纤耦合到颗粒芯片在原来第一反射镜位置所在的波导上。

所述具有集成反射镜的晶圆，所述颗粒芯片的集成光波导延伸至第二反射镜，第二反射镜在经过切割步骤后保留在芯片上。

所述具有集成反射镜的晶圆，在切割步骤之前，在第一或第二反射镜的上方附加一个光电探测器。

所述具有集成反射镜的晶圆，在切割步骤之前，在第一或第二反射镜的上方附加一个光源。

所述具有集成反射镜的晶圆，其颗粒芯片包括多个集成光学功能，且至少包括一个将光发送到波导中或从波导接收光的功能。

所述具有集成反射镜的晶圆上具有多个颗粒芯片，每个颗粒芯片位于晶圆上各自的区域，每个芯片区域都有一个矩形的中心区和一个紧贴在中心区边沿的矩形边缘区，边缘区内有第一反射镜，中心区内是集成光波导，并且这些光波导一致延伸到边缘区内的第一反射镜。晶圆的切割就是沿着这个中心区和周围边缘区的边界进行。

所述的具有集成反射镜的晶圆，其颗粒芯片可以实现收发器、阵列波导光栅、无热阵列波导光栅以及其他电信和数据通信用光学器件功能。

所述的具有集成反射镜的晶圆芯片中的第一反射镜位于切割线外侧，并通过波导连接颗粒芯片实现光的传输。其第二反射镜是颗粒芯片的一部分，并通过波导连接颗粒芯片实现光的传输。第一或者第二反射镜的镜面角度可以是45°，也可以是其它角度。镜子的镜面可以镀金，也可以镀其它金属。

有益效果

采用上述技术方案制作的基于平面光波导技术的晶圆和光学芯片具有以下的优点和积极效果：

本发明可以实现对晶圆上每一个颗粒芯片的性能进行测试，从而能够在晶圆制造过程的早期建立合格标准、筛选不良，让光学组件如接收器或发射器等建立在合格的颗粒芯片上，这样可以有效提高制作效率，降低物料成本，减少工时浪费。