[发明专利]与光子管芯光学耦合的微透镜阵列

说明书

本文描述的实施例可以涉及用于将微透镜阵列耦合到光子管芯的装置、过程和技术。在实施例中，该耦合可以作为晶圆级的附接来执行。在实施例中，在各种配置中，在光子管芯被组装到封装中之前，可以电气和光学地测试具有附接的微透镜阵列的光子管芯的晶圆级光学测试。可以描述和/或要求保护其他实施例。

技术领域

本公开内容的实施例总体上涉及半导体封装领域，具体而言，涉及与光子管芯物理和光学地耦合的微透镜阵列。

背景技术

虚拟机和云计算的持续增长将不断增加对高质量光学接收器和发射器装置的需求。

附图说明

图1示出了具有使用一个或多个V形槽光学耦合到光子管芯的光纤的示例传统光子封装的侧视图和仰视图。

图2示出了根据各种实施例的包括微透镜阵列的光子管芯的正视图。

图3示出了根据各种实施例的包括多个微透镜阵列的光子管芯的正视图和俯视图。

图4示出了根据各种实施例的用于将微透镜阵列对准到光子管芯上的物理对准特征的示例。

图5示出了根据各种实施例的包括与衬底耦合的光子管芯的示例封装，该衬底具有开口以允许光路到达光子管芯上的微透镜阵列。

图6示出了根据各种实施例的包括与衬底耦合并且悬垂在衬底上方的光子管芯的示例封装，其中偏转棱镜与衬底耦合以沿着到与光子管芯耦合的微透镜阵列的光路改变光的方向。

图7示出了根据各种实施例的包括与衬底耦合的光子管芯的示例封装，该衬底具有开口以允许光路到达光子管芯上的微透镜阵列，其中光路包括与衬底耦合的透镜。

图8示出了根据各种实施例的包括光子管芯的示例封装，该光子管芯具有耦合到光子管芯的面向集成散热器(IHS)的一侧的微透镜阵列，该集成散热器具有朝向光子管芯以与光子管芯光学耦合的微透镜阵列。

图9示出了根据各种实施例的包括光子管芯的示例封装，该光子管芯具有耦合到光子管芯的面向IHS的一侧的微透镜阵列，该IHS具有开口以提供用于微透镜阵列的光路。

图10示出了根据各种实施例的包括光子管芯的示例封装，该光子管芯具有耦合到光子管芯的面向IHS的一侧的微透镜阵列，其中偏转棱镜与IHS耦合以沿着到微透镜阵列的路径改变光的方向。

图11示出了根据各种实施例的用于制造具有微透镜阵列的光子管芯的示例过程。

图12示意性地示出了根据实施例的计算设备。

具体实施方式

本文描述的实施例可以涉及与将微透镜阵列耦合到光子管芯有关的装置、过程和技术。在实施例中，该耦合可以作为晶圆级的附接来执行。在实施例中，在光子管芯被组装到封装中之前，可以电气地和光学地测试具有附接的微透镜阵列的光子管芯的晶圆级光学测试，从而导致更高的封装产量。

对于包括硅光子封装的光子封装，一个挑战是硅光波导和外部光波导之间的高度精确对准。例如，在与光收发器的光波导耦合的光纤之间。通常，精确的对准需要纳米(nm)级的对准精度。此外，界面应该是稳固的，以承受操作应力而不降低可靠性和/或光学性能。

在实施例中，微透镜阵列可以使用准直光束。这可以降低对准之后的精度要求，这又可以促进包括这些光子管芯的低成本/大批量制造(HVM)可缩放封装工艺。例如，在不使用透镜阵列的情况下，优质光学耦合所需的对准精度可以是～1-2μm。利用透镜阵列，该对准精度可以放宽到～10μm左右。这是因为透镜可以将光束准直到较大的直径。因此，可以使用较便宜的加工和较快的制造过程来实现较低的对准要求。此外，过程控制要求可能不太严格。因此，在实施例中，使用透镜可以获得更高的产量。