[发明专利]用于光子管芯中的无源对准的硅凹槽架构和制造工艺

权利要求书

1.一种凹槽对准结构，包括：

蚀刻停止材料；

在所述蚀刻停止材料之上的基板；

在所述基板的顶表面中沿第一方向的一组凹槽；

在所述一组凹槽的底部中的粘合材料；

在所述一组凹槽中、在所述粘合材料之上的光纤，并且所述光纤的一部分在所述基板上方延伸；以及

在所述基板的所述顶表面上沿所述第一方向的一组聚合物引导件，所述一组聚合物引导件与所述一组凹槽交错。

2.根据权利要求1所述的凹槽对准结构，其中，所述一组凹槽具有U形形状的截面。

3.根据权利要求1所述的凹槽对准结构，其中，所述一组凹槽具有方形形状的截面。

4.根据权利要求1所述的凹槽对准结构，其中，所述一组凹槽具有带有下部蚀刻形状的截面。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的凹槽对准结构，其中，所述凹槽对准结构包括在光子管芯上的第一凹槽对准结构，并且所述一组凹槽包括沿所述第一方向的第一组凹槽，其中，所述光子管芯包括第二凹槽对准结构，所述第二凹槽对准结构具有沿与所述第一方向大致正交的第二方向的第二组凹槽。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的凹槽对准结构，其中，所述光纤具有大约80-125μm的直径和大约125-250μm的间距。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的凹槽对准结构，其中，所述基板具有大约75μm的厚度。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的凹槽对准结构，其中，所述基板具有所述光纤的直径的大约一半的厚度。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的凹槽对准结构，其中，所述一组凹槽均具有大约等于所述光纤的直径的宽度。

10.根据权利要求1、2、3或4所述的凹槽对准结构，其中，所述一组聚合物引导件均具有大约20-70μm的厚度。

11.一种用于制造凹槽对准结构的方法，包括：

将蚀刻停止材料施加到硅基板的包括光子管芯的背面；

执行第一蚀刻工艺以在所述硅基板中沿第一方向形成限定多个凹槽的位置和宽度的开口；

在所述开口之间沉积聚合物引导件，所述聚合物引导件在与所述开口相同的方向上延展；

对所述开口执行第二蚀刻工艺以向下去除硅直至所述蚀刻停止材料，以形成凹槽；

将粘合材料沉积到所述凹槽的底部中；以及

将光纤阵列的光纤插入所述凹槽中的相应凹槽中。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括执行第二蚀刻工艺，使得所述凹槽的侧壁和底部形成U形形状。

13.根据权利要求11或12所述的方法，还包括将所述第一蚀刻工艺和所述第二蚀刻工艺作为干法蚀刻或激光蚀刻来执行。

14.根据权利要求11或12所述的方法，还包括将所述第一蚀刻工艺和所述第二蚀刻工艺作为干法蚀刻或激光蚀刻来执行。

15.根据权利要求11或12所述的方法，还包括将所述光纤阵列的所述光纤插入所述凹槽中的所述相应凹槽中，使得所述光纤中的每个光纤的大约一半在所述硅基板的表面上方延伸。

16.根据权利要求11或12所述的方法，还包括执行所述第二蚀刻工艺，使得侧壁和底部在所述凹槽的所述底部处形成蚀刻底切形状。

17.根据权利要求11或12所述的方法，还包括执行所述第一蚀刻工艺，使得以亚微米精度为所述光纤阵列限定X对准和Z对准。