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(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CN112952550A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110169785.5(22)申请日2021.02.08(71)申请人桂林雷光科技有限公司地址541004广西壮族自治区桂林市七星区高新区信息产业园D-08地块#生产车间(72)发明人陈伯庄(74)专利代理机构北京锦信诚泰知识产权代理有限公司11813代理人倪青华(51)Int.Cl.H01S5/02326(2021.01)H01S5/02375(2021.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种半导体有源与无源集成耦合方法(57)摘要本发明提供一种半导体有源与无源集成耦合方法,将激光二极管(1)与硅衬底(4)上的无源波导(7)进行高精度对齐耦合,包括:在激光二极管(1)的表面上形成多个导电材料柱(2);将硅衬底(4)与激光二极管(1)的表面匹配的一侧形成多个匹配支柱(3)或蚀刻硅钉;导电材料柱(2)及匹配支柱(3)沿相反方向移动动态组装,将导电材料柱(2)压到匹配支柱(3)或蚀刻硅钉上;对硅衬底(4)上的匹配支柱(3)形成的P触点和N触点施加电流,为激光二极管(1)通电;激光二极管的P触点(6)和N触点(5)一旦达到所需位置,激光二极管(1)将固定停留在该位置上,从而完成激光二极管(1)与无源波导(7)的有源集成耦合。CN112952550ACN112952550A权利要求书1/2页1.一种半导体有源与无源集成耦合方法,用于将激光二极管(1)与硅衬底(4)上的无源波导高精度进行对齐并耦合,其特征在于包括如下步骤:步骤1,在激光二极管(1)的表面上形成多个导电材料柱(2);步骤2,将所述硅衬底(4)与所述激光二极管(1)的表面匹配的一侧形成多个匹配支柱(3);步骤3,所述导电材料柱(2)以及所述匹配支柱(3)沿着相反方向移动进行动态组装,从而完成所述激光二极管(1)与无源波导的有源集成耦合。2.根据权利要求1所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于:所述导电材料柱(2)为多个头发状,细薄并且采用延展性导电材料制成,所述导电材料柱(2)底部具有P触点(6)和N触点(5),所述P触点(6)和N触点(5)处于同一激光二极管(1)表面上,并且所述导电材料柱(2)构建在所述P触点(6)和N触点(5)的顶部,所述延展性导电材料为纯金或金合金。3.根据权利要求1所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于:所述匹配支柱(3)由多个毛发状的柱制备,匹配支柱(3)表面覆盖导电金属。4.根据权利要求3所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于:所述导电材料柱(2)、匹配支柱(3)为等间距分布。5.根据权利要求1所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于:所述导电材料柱(2)高度为4‑20微米,所述导电材料柱(2)的宽高比W/L为1/3或者更小,所述导电材料柱(2)之间的间距为W‑5W。6.根据权利要求1所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于所述步骤3包括:步骤31,将激光二极管(1)上的所述导电材料柱(2)压到所述硅衬底(4)上的匹配支柱(3)上;步骤32,对硅衬底(4)上的所述匹配支柱(3)形成的与所述P触点(6)和N触点(5)匹配的相应P触点和N触点施加电流,为激光二极管(1)通电;激光二极管(1)的所述P触点(6)和N触点(5)的位置可以沿各个方向定位到几微米,一旦达到所需的位置,激光二极管(1)将固定停留在所述位置上。7.根据权利要求1所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于:所述导电材料柱(2)采用标准的光刻技术和电镀技术制备,所述匹配支柱(3)通过化学蚀刻或等离子体蚀刻来制备。8.根据权利要求7所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于所述激光二极管(1)的所述导电材料柱(2)的制备方法包括:首先,在标准晶片中制备接触金属,接触金属为多层金属;然后,在标准晶片接触金属上旋转一层厚的光刻胶;此后,通过曝光显影在光刻胶上制备深孔;最后,通过电镀方式电镀金在所述深孔内形成导电材料柱(2)。9.根据权利要求1所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于所述硅衬底(4)上的所述匹配支柱(3)的制备方法包括:首先:在标准晶片上旋转一层厚的光刻胶;2CN112952550A权利要求书2/2页此后,通过曝光显影在所述光刻胶上制备多点;最后,通过等离子蚀刻或化学蚀刻方式形成支柱,支柱形状圆形或钉形,再通过电子蒸发导电金属在支柱表面形成匹配支柱(3)。10.根据权利要求1所述的一种半导体有源与无源集成耦合方法,其特征在于所述硅衬底(4)上的所述匹配支柱(3)的制备过程包括:首先,在标准晶片中制备接触金属,所述接触金属