[发明专利]光学装置的晶圆级制造

权利要求书

1.一种方法，包括：

将光子晶圆与电子晶圆进行接合以形成晶圆组件；

去除所述晶圆组件的衬底以暴露所述光子晶圆或所述电子晶圆的表面；

在所述光子晶圆的金属层与所述电子晶圆的金属层之间形成电连接；

通过在所暴露的表面处将中介层晶圆与所述晶圆组件进行接合来将所述中介层晶圆添加至所述晶圆组件，其中，所述中介层晶圆包括与所述光子晶圆和所述电子晶圆中的一者或两者的金属层电耦合的贯穿过孔；以及

切割所述晶圆组件以形成多个管芯，其中，每个管芯的相应边缘耦合器在通过所述切割形成的界面处被光学暴露。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，(i)将所述光子晶圆与所述电子晶圆进行接合和(ii)将所述中介层晶圆与所述晶圆组件进行接合中的一者或两者包括晶圆级氧化物-氧化物接合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，将所述光子晶圆与所述电子晶圆进行接合包括晶圆级混合接合，并且

其中，所述晶圆级混合接合在所述光子晶圆的金属层与所述电子晶圆的金属层之间形成所述电连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，对于所述多个管芯中的每个管芯，所述相应边缘耦合器包括波导适配器，所述波导适配器与所述光子晶圆的包括在所述管芯中的部分的光波导光学耦合，并且

其中，所述波导适配器被配置为使得光信号的光学模在所述光波导处的第一较小模大小与第二较大模大小之间转换，所述第二较大模大小基本上与外部光承载介质的模大小匹配。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述波导适配器包括至少一个锥形波导，所述至少一个锥形波导被配置为调整所述光学模的直径。

6.根据权利要求4或5所述的方法，

其中，所述波导适配器包括设置在不同层上的多插脚结构，并且

其中，所述不同层中的每个层由电介质材料分离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

将外部光承载介质附接至所述多个管芯中的第一管芯，其中，所述外部光承载介质与所述第一管芯的所述边缘耦合器光学耦合。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述外部光承载介质附接至所述第一管芯，包括：

在所述第一管芯的界面与所述外部光承载介质之间施加折射率匹配材料；以及

固化所述折射率匹配材料。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述外部光承载介质是以下各项中的一项：外部光子芯片的光波导、所述外部光子芯片的边缘耦合器、激光器、发光二极管、单根光纤以及对多根光纤进行布置的光纤阵列单元。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

在切割所述晶圆组件之前，形成与所述贯穿过孔电耦合的表面安装连接器。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

将所述多个管芯中的第一管芯的所述表面安装连接器与集成电路衬底的电接触件进行电耦合。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，去除所述晶圆组件的衬底包括去除所述晶圆组件的第一衬底并留下所述晶圆组件的第二衬底，所述方法还包括：

在将包括在所述第一管芯中的所述表面安装连接器电耦合之后，将热界面材料施加至所述第二衬底的包括在所述第一管芯中的部分；以及

通过所述热界面材料将热盖附接至所述第一管芯。