[发明专利]一种适用于高速激光器芯片封装的硅基板

说明书

本申请公开了一种适用于高速激光器芯片封装的硅基板，包括：硅衬底，在所述硅衬底的表面设有共面波导结构，在所述硅衬底的信号线两侧的接地金属区还分布有通孔；在所述硅衬底的背面设有金属接地层，其中，所述接地金属区与所述金属接地层连接；所述硅衬底的背面还贴合有低阻硅片。与现有技术相比，避免了千欧级别的高阻硅，当高频传输要求衬底厚度小于200微米时，为了避免基板太薄易碎，本申请采用了背面低阻硅片贴装，下部低阻硅片与上部硅衬底背面接地金属区电学导通，成为共同的接地部分。保证了足够的机械强度，同时也有良好的接地电学特性。

技术领域

本申请属于光电子器件技术领域，具体涉及一种适用于高速激光器芯片封装的硅基板。

背景技术

在光纤通信技术中，主要采用半导体激光器作为信号源。随着激光器芯片制备技术的不断完善，不但激光器芯片的成本大大降低，而且单个激光器芯片的调制频率也已达到10GHZ甚至几十GHZ。目前制约信号源特性和成本的关键因素主要在于封装技术。在封装工艺中，封装基板要给激光器提供高频信号。为了满足高频传输和信号的耦合，去耦等功能，电路要匹配电容，电阻，电感等器件，硅基非常适合电阻电容等元件的集成，也可形成共面波导。

普通的硅半导体衬底，由于在高频条件下的漏电损耗和电磁耦合损耗，不能直接在上面制作微波传输共面波导。针对这一问题，目前主要有以下两种解决方法：第一种方法是采用高阻硅，例如(IEEETrans.Microwave Theory Tech.，OVol.43，P.705，Apr.1995.)所介绍的方法，高阻硅的电阻率要求高于2500ΩΩcm.在这种高阻硅上可以直接制作微波传输共面波导。但高阻硅的成本很高，与大规模低成本生产的初衷不符；第二种方法是在硅衬底上生长一层十几微米厚的SiO₂绝缘介质材料，再在这层厚的SiO₂介质上制作微波传输共面波导(IEEE Phtonics Technology Letters，Vol.9，No.3，P.306，MARCH 1997)。由于在共面波导与硅衬底之间加入了十几微米厚的SiO₂绝缘层，从而大大减少了微波传输损耗；但在硅的表面生长致密的厚SiO₂介质层需要很长的时间或需采用昂贵的先进设备，此外，厚SiO₂热导率差，不利于激光器芯片散热。

发明内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种适用于高速激光器芯片封装的硅基板，其可支持50GHZ以上的信号传输。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

本申请提出了一种适用于高速激光器芯片封装的硅基板，包括：硅衬底，在所述硅衬底的表面设有共面波导结构，在所述硅衬底的信号线两侧的接地金属区还分布有通孔；在所述硅衬底的背面设有金属接地层，其中，所述接地金属区与所述金属接地层连接；所述硅衬底的背面还贴合有低阻硅片。

可选地，上述的适用于高速激光器芯片封装的硅基板，其中，所述硅衬底的厚度为100～500um之间。

可选地，上述的适用于高速激光器芯片封装的硅基板，其中，所述共面波导结构采用钛、金、铝、铜、银或铂制成；和/或，所述共面波导结构的厚度在0.1～2μm。

可选地，上述的适用于高速激光器芯片封装的硅基板，其中，所述接地金属区采用钛、金、铝、铜、银或铂制成；和/或，所述接地金属区的厚度在0.1～2μm。

可选地，上述的适用于高速激光器芯片封装的硅基板，其中，所述金属接地层采用钛、铜、铝、银或锡制成。

可选地，上述的适用于高速激光器芯片封装的硅基板，其中，所述通孔内填充有第一导电材料，其中，所述第一导电材料包括：钛、金、铜或铝。

可选地，上述的适用于高速激光器芯片封装的硅基板，其中，在所述通孔的侧壁还设有一层二氧化硅，所述二氧化硅的厚度范围0.1～1μm。