[发明专利]光学装置的晶圆级制造

说明书

本文描述的各方面包括一种方法，该方法包括：将光子晶圆与电子晶圆进行接合以形成晶圆组件；去除晶圆组件的衬底以暴露光子晶圆或电子晶圆的表面；在光子晶圆的金属层与电子晶圆的金属层之间形成电连接；以及通过在所暴露的表面处将中介层晶圆与晶圆组件进行接合来将中介层晶圆添加至晶圆组件。中介层晶圆包括与光子晶圆和电子晶圆中的一者或两者的金属层电耦合的贯穿过孔。该方法还包括切割晶圆组件以形成多个管芯。每个管芯的相应边缘耦合器在通过切割形成的界面处被光学暴露。

技术领域

本公开中呈现的实施例总体涉及光子器件，并且更具体地，涉及制造具有边缘耦合器的光子器件。

背景技术

光子芯片可以包括光学接口以允许从光源(例如，激光器或光纤)接收光信号和/或将光信号发送到光纤或检测器。一些光子芯片包括设置在光子芯片顶部的光栅耦合器。然而，光栅耦合器对波长和偏振是敏感的并需要非常严格的工艺控制，这往往会增加光子芯片的成本和/或降低制造良率。其他光子芯片包括边缘耦合器，这些边缘耦合器可以设置在光子芯片的侧面并且更容易制造，并且相比于光栅耦合器可以提供不依赖波长的且改进的光学耦合。

附图说明

为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例来获得对上文简要概括的本公开的更具体的描述，其中的一些实施例在附图中示出。然而，应当注意，附图示出了典型的实施例并因此不应被视为限制性的；还涵盖其他等效的实施例。

图1示出了根据一个或多个实施例的绝缘体上硅(SOI)器件。

图2A和图2B示出了根据一个或多个实施例的包括与电子晶圆接合的光子晶圆的示例性晶圆组件。

图3A至图3I示出了根据一个或多个实施例的用于制造光学装置的示例性顺序。

图4是根据一个或多个实施例的用于制造光学装置的示例性方法。

图5示出了根据一个或多个实施例的包括边缘耦合器的光子芯片的侧视图。

图6A至图6E示出了根据一个或多个实施例的图5的边缘耦合器的截面图。

图7A和图7B示出了根据一个或多个实施例的锥形波导的视图。

为了便于理解，在可能的情况下，使用相同附图标记来表示附图共有的相同元件。可以设想，在一个实施例中公开的元件可有益地用在其他实施例中而无需具体阐述。

具体实施方式

概述

本公开中呈现的一个实施例是一种方法，所述方法包括：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；以及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。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。所述方法还包括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。

另一实施例是一种方法，所述方法包括在光子晶圆中形成多个光学元件。所述多个光学元件包括多个边缘耦合器。所述方法还包括：在电子晶圆中形成多个电子元件；将所述光子晶圆与所述电子晶圆进行接合以形成晶圆组件；在所述多个光学元件与所述多个电子元件之间形成电连接；以及通过将中介层晶圆与所述晶圆组件的外表面进行接合，来将所述中介层晶圆添加至所述晶圆组件。所述中介层晶圆包括贯穿过孔，所述贯穿过孔与所述多个光学元件和所述多个电子元件中的一者或两者电耦合。所述方法还包括切割所述晶圆组件以形成多个管芯。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。