一种耦合对准结构及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111474642A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号201910844015.9(22)申请日2019.09.06(71)申请人南通赛勒光电科技有限公司地址226000江苏省南通市苏通科技产业园1088号江成研发园内4号楼北楼(72)发明人宋广益甘甫烷陈昌华仇超(74)专利代理机构上海申新律师事务所31272代理人俞涤炯(51)Int.Cl.G02B6/42(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图8页(54)发明名称一种耦合对准结构及方法(57)摘要本发明属于硅光芯片工艺制作领域，公开了一种耦合对准结构及方法，激光器芯片的底面上设置有激光器波导以及两个限位柱，激光器波导的突出部分和限位柱的突出部分齐平；硅光芯片中包括硅光波导,埋氧层和凹槽，凹槽内分别设置两个限位平面，限位平面的设置位置与限位柱一一对应；激光器波导的模场中心与限位柱的突出部分的顶面为第一厚度；限位平面的顶面至埋氧层的下表面之间的第二厚度由第一厚度、硅光波导的参数值以及埋氧层的参数值确定；过限位柱和限位平面的配合将激光器芯片贴合在硅光芯片的凹槽内，以使激光器波导与硅光波导在高度上对准。上述技术方案的有益效果是：确保激光器芯片和硅光芯片之间的耦合成功率，并且降低经济成本。CN111474642ACN111474642A权利要求书1/2页1.一种耦合对准结构，包括激光器波导和硅光波导，所述激光器波导和所述硅光波导通过所述耦合对准结构进行耦合对准，其特征在于，还包括：激光器芯片，所述激光器芯片的底面剖面为一第一矩形，所述底面上设置有所述激光器波导以及两个限位柱，所述激光器波导沿所述第一矩形的长边设置在所述激光器芯片底面的中间位置且突出于所述底面，所述限位柱分别设置在所述激光器波导的两侧且突出于所述底面，所述激光器波导的突出部分和所述限位柱的突出部分齐平；硅光芯片，所述硅光芯片的顶面剖面为一第二矩形，所述硅光芯片中包括埋氧层,所述硅光波导和凹槽，所述硅光波导沿所述第二矩形的长边设置在所述硅光芯片顶面的中间位置且突出于所述顶面，所述凹槽设置在所述硅光波导的一侧，且所述凹槽的开口朝向所述硅光芯片的顶面，所述埋氧层铺设于所述硅光芯片上除去所述凹槽外的部分，所述埋氧层的下表面与所述凹槽的底面的距离小于所述凹槽的高度，所述埋氧层的上表面与所述硅光芯片的顶面重合；于所述凹槽内分别设置两个限位平面，所述限位平面的设置位置与所述限位柱一一对应，所述凹槽的尺寸大于所述激光器芯片的尺寸；所述激光器波导的模场中心与所述激光器波导的突出部分的顶面之间的距离为第一厚度；所述限位平面的顶面至所述埋氧层的下表面之间的第二厚度由所述第一厚度、所述硅光波导的参数值以及所述埋氧层的参数值确定；通过所述限位柱和所述限位平面的配合将所述激光器芯片贴合在所述硅光芯片的所述凹槽内，以使所述激光器波导与所述硅光波导在高度上对准。2.如权利要求1所述的一种耦合对准结构，其特征在于，所述限位平面的顶面位于所述埋氧层的下表面的下方。3.如权利要求1所述的一种耦合对准结构，其特征在于，所述限位平面的顶面位于所述埋氧层的上表面和所述埋氧层的下表面之间。4.如权利要求2-3任意一项所述的一种耦合对准结构，其特征在于，所述第二厚度为：d＝d1+d2-d3；其中，d为所述第二厚度；d1为所述第一厚度；d2为所述硅光波导的参数值，用于表示所述硅光波导的模场中心与所述顶面的距离值；d3为所述埋氧层的参数值，用于表示所述埋氧层的上表面和下表面之间的厚度。5.如权利要求1所述的一种耦合对准结构，其特征在于，所述激光器芯片的底面上设有激光器芯片电极，所述凹槽的底面上设有硅光芯片电极，所述限位平面与所述凹槽的底面之间的限位平面高度由所述激光器芯片电极的厚度和所述硅光芯片电极的厚度确定，以在所述激光器芯片贴合在所述凹槽内时，所述激光器芯片电极与所述硅光芯片电极实现电连接。6.如权利要求5所述的一种耦合对准结构，其特征在于，所述限位平面高度通过以下公式表示：h＞h1+h2；其中，h为所述限位平面高度；2CN111474642A权利要求书2/2页h1为所述激光器芯片电极的厚度；h2为所述硅光芯片电极的厚度。7.如权利要求1所述的一种耦合对准结构，其特征在于，通过精准刻蚀工艺形成所述硅光芯片中的所述凹槽、所述埋氧层和所述限位平面。8.一种耦合对准方法，应用于如权利要求1-7中任意一项所述的耦合对准结构，其特征在于，预先设置一独立于所述耦合对准结构的光频域反射计，所述光频域反射计通过光纤连接所述硅光波导；所述耦合对准方法包括：步骤1，通过所述限位柱和所述限位平面的配合将所述激光器芯片贴合在所述硅光芯片的所述凹槽内，所述激光器波导在高度方向上对准所述硅波