[发明专利]光电器件及其制备方法

说明书

本申请提供了一种光电器件及其制备方法，涉及光电领域。该光电器件包括波导层和光收发芯片；其中，波导层包括第一包层、第二包层、位于第一包层和第二包层之间的波导芯层、以及贯穿第一包层及波导芯层的斜槽。该斜槽包括第一侧面和第二侧面，第一侧面靠近波导芯层的光路侧设置，第二侧面远离所述光路侧设置；光收发芯片设置于第一包层的远离波导芯层的一侧，并覆盖斜槽的开口，光路侧的传输光线经第一侧面反射后在波导层和光收发芯片之间传输。该光电器件具有加工工艺简单，生产成本低的目的。

技术领域

本申请涉及光电领域，具体涉及一种光电器件及其制备方法。

背景技术

随着光通信技术的快速发展，光电器件的应用越来越广泛。以应用于光通信领域的光收发模块为例，其接收侧通过设置光电探测器芯片，利用光电探测器芯片将收集到的光信号转换为电信号后进行信息的处理。

为了保证处理后的信号的误码率低于某一个标准数值，通常通过设计光电探测器芯片对入射光的接收方式，以最大程度的收集光信号，提高信号处理的准确度。同时，在将光电探测器芯片贴装在用于传输光线的波导层上时，需要使经过波导层的光线最大程度地耦合到光电探测器芯片。

目前，常用的贴装方法有两种，一种是有源耦合，另一种是无源贴装。无源贴装方式可支持晶圆级贴装，但是现有的无源贴装方法中，需要在晶圆基体内加工出光栅，并在光栅的底部设置反射层，才能使经过波导层的大部分光线传输至光电探测器芯片中。该结构的加工工艺复杂，加工成本较高。

发明内容

本申请提供了一种光电器件及其制备方法，以简化光电器件的加工工艺，降低生产成本。

第一方面，本申请实施例提供一种光电器件，包括波导层和光收发芯片。其中，波导层包括第一包层、第二包层、位于第一包层和第二包层之间的波导芯层、以及贯穿第一包层及波导芯层的斜槽。该斜槽包括第一侧面和第二侧面，第一侧面靠近波导芯层的光路侧设置，第二侧面远离所述光路侧设置。光收发芯片设置于第一包层的远离波导芯层的一侧，并覆盖斜槽的开口，光路侧的传输光线经第一侧面反射后在波导层和光收发芯片之间传输。

本申请实施例提供的光电器件，通过在波导层加工斜槽，并使该斜槽贯穿第一包层和波导芯层，以将波导芯层分隔为光路侧和非光路侧。其中，在光路侧的传输光线，即光波信号，可在第一侧面的反射作用下，由波导层传输至光收发芯片，或由光收发芯片传输至波导芯层。在加工斜槽时，可根据波导芯层的折射率设置第一侧面的倾斜角度，以使大部分光线在第一侧面处发生反射，甚至全反射，从而可最大程度地提高传输光线在波导层和光收发芯片之间的耦合效率，减少光损失。本申请实施例的光电器件的结构简单，并且仅通过斜槽的其中一个斜面，即可实现光线传输方向的转换。另外，本申请实施例的光电器件的加工难度较低，其可有效的降低加工成本。

在本申请一种可能的实现方式中，沿波导芯层中的光线传输方向，第一侧面与第二侧面之间的间距为15～30微米，以方便加工斜槽，以及减少光收发芯片的贴装区域，可减少光电器件的体积。

在本申请一种可能的实现方式中，所述光电器件还包括连接件，该连接件设置于第一包层的靠近光收发芯片的表面，且该连接件设置在斜槽的开口的周侧，光收发芯片固定于该连接件。通过设置连接件可方便预设光收发芯片的位置，同时，通过该连接件以将光收发芯片贴装于波导层的第一包层表面。

在本申请一种可能的实现方式中，在具体设置连接件时，连接件可以包括金属层和焊料层，金属层设置于第一包层的靠近光收发芯片的表面，且设于斜槽开口的周侧；焊料层设置于金属层的表面，光收发芯片焊接于焊料层的表面。其中，金属层既可方便焊接光收发芯片，还可作为导电线路使用，以将光收发芯片的电信号导出。