专利名称：光波导芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光电器件技术领域，尤其是光波导芯片。
背景技术：
随着光通讯和光传输的普及，传统的微光学器件和电子器件正被集成光学中集成光电器件所代替，集成光电器件中光与电的耦合以及光波导与传输光纤的连接和耦合，成为集成光电器件芯片集成和封装必须考虑的关键技术。现在实行的光波导芯片I和光纤装置2的对接耦合，是采用如图1和2所示的结构，其中加了上盖板12的光波导芯片I在端面上抛磨成8°角3，与抛磨成8°角3的光纤装置2对接耦合，使阵列光波导和阵列光纤的光纤芯完全对准，然后用高性能的匹配胶将芯片和光纤阵列胶合封装在一起。此现行的耦合封装技术，不仅需要在光纤装置2上，而且还要在光波导芯片I上必须要加上盖板，即盖板12和盖板22，同时端面抛磨成8°角3。从材料方面来讲，制造光纤装置2需要很多人工，因此光纤阵列器件本身就比较昂贵，加之光波导芯片I还要加盖板，端面也要抛磨8°角3，材料人工成本也比较高。更为突出的是光纤装置2和光波导芯片I的耦合对准需要昂贵的对准设备和相当有经验的操作工。所以，现行的结构和方法需要大量的人工和昂贵的设备，同时劳动力效率低，产品质量和可靠性差。传统的光电器件中光与电的耦合，如光波导或光纤与光电探测器的耦合，也如上所述耦合方式，采用分离的光器件和电子器件的对准封装来完成的。对准需要大量的人工，而封装又需要封装机械结构的稳定，因此产品的人工成本较高，器件体积大，而且可靠性难以保证。
实用新型内容本实用新型针对不足，提出一种光波导芯片，具有便于光纤或电子元器件芯片插接的结构，易对准，便于操作。为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案:一种光波导芯片，包括有基底和芯片波导，芯片波导设在基底上表层中；该基底上还设有光纤或电子元器件芯片与芯片波导耦合的对准结构。进一步地，该光波导芯片还包括有上盖板，该上盖板设在芯片波导上。进一步地，该基底上表层的一部分设有容纳芯片波导的凹槽，另一部分设为容纳光纤或电子元器件芯片的型槽。进一步地，该型槽设为V型，U型或矩形槽。进一步地，该光波导芯片还包括功能材料，该功能材料设在型槽与芯片波导交界处。 进一步地，该光波导芯片的端面设有6° —10 °角。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:在光波导芯片的基底中嵌入芯片波导，然后再在基底上加工出芯片波导和光纤耦合对准的结构，使芯片波导和光纤耦合对准变得简单可靠，或者再在基底上加工电子元器件芯片和芯片波导的耦合对准结构，实现光波导芯片和电子元器件芯片的混合芯片集成。[0013]本实用新型光波导芯片的结构，避免了芯片封装时昂贵对准设备和特种操作工的使用，同时芯片内的结构对准也增加了产品的可靠性和提高了生产效率。为了增加耦合端面处的回波损耗，耦合端面也可以通过芯片加工工艺在端面处形成一定的角度。另外，当光波导芯片的基底采用石英时，芯片波导的下包层可以省略，芯片波导直接在芯片基底的上面。当芯片波导和光纤耦合对准的间隙填入特殊材料时，也可以使器件具有更多的功能，例如，在间隙上填入温度敏感材料，可以对器件实现温度补偿，做成温度不敏感器件。在嵌入了芯片波导的基底上还可以很容易的制作电子芯片的结构，在芯片波导和电子芯片交界处通过基底上作些耦合的结构(微机械结构)也可将电子芯片和芯片波导连接起来，形成光电混合集成的光电器件芯片。
图1为现有技术产品与光纤稱合结构的不意图；图2为图1的右视图；图3为本实用新型的结构示意图；图4为图3的左视图；图5为本实用新型产品与光纤耦合的结构示意图；图6为图5的左视图。其中:I光波导芯片 11基底 12盖板 13上包层 14芯片波导15下包层16对准结构2光纤装置 21光纤基底 22盖板 23阵列光纤24光纤25 V型槽3 8° 斜角
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。如图3和4所不的一种光波导芯片I，包括有基底11和芯片波导14,芯片波导14设在基底13上，其中芯片波导14被上包层13和下包层15所包覆，当基底11为石英材料可省略下包层15 ;该基底11上设有芯片波导14与光纤或电子兀器件芯片稱合的对准结构16，图3所示的对准结构16为V型槽，可根据光纤或电子元器件芯片的外形选择不同对准结构16的形状，如U型或矩形槽等其它形状。芯片波导14是通过传统的长膜和刻蚀工艺嵌入在基底11上表层中，即在基底11上表层的部分区域刻蚀出凹槽，在该凹槽中通过传统的长膜和刻蚀工艺嵌入芯片波导14，两者完全吻合；再在基底11的另一区域制作出使光纤或电子器件芯片便于对准芯片波导的结构16。[0031]如图5和6所示，使用上述光波导芯片I与光纤装置2进行耦合的示意图，光纤装置2中包覆有光纤24的阵列光纤23架设在对准结构16中，使得光纤24与芯片波导14位置正对，容易耦合；并在耦合的两者上加了盖板12，增强了两者之间的连接牢固性。同理利用本实用新型的光波导芯片1，可与电子器件芯片进行耦合，操作简便，对准容易。在光波导芯片I与光纤装置2或电子器件芯片耦合后，可在它们之间的连接间隙中注入功能材料，增加整个产品的功能，例如在间隙中填入温度敏感材料，可以对器件实现温度补偿，制成温度不敏感器件。在光波导芯片I与光纤装置2或电子器件芯片耦合的端面上，可设成6° — 10 0角3，用胶进行封装。本实用新型在基底11上制作一些便于光电耦合对准的结构，尤其是在硅基底上进行操作，使得对准比较容易。
权利要求1.一种光波导芯片，其特征在于:包括有基底和芯片波导，芯片波导设在基底上表层中；该基底上还设有光纤或电子元器件芯片与芯片波导耦合的对准结构。
2.如权利要求1所述光波导芯片，其特征在于:该光波导芯片还包括有上盖板，该上盖板设在芯片波导上。
3.如权利要求1或2所述光波导芯片,其特征在于:该基底上表层的一部分设有容纳芯片波导的凹槽，另一部分设为容纳光纤或电子元器件芯片的型槽。
4.如权利要求3所述光波导芯片，其特征在于:该型槽设为V型，U型或矩形槽。
5.如权利要求3所述光波导芯片，其特征在于:该光波导芯片还包括功能材料，该功能材料设在型槽与芯片波导交界处。
6.如权利要求3所述光波导芯片，其特征在于:该光波导芯片的端面设有6°—10°角。
专利摘要本实用新型公开了一种光波导芯片，包括有基底和芯片波导，芯片波导设在基底上表层中；该基底上还设有光纤或电子元器件芯片与芯片波导耦合的对准结构。还公开该产品的制备方法。在光波导芯片的部分基底区域上通过刻蚀和生长薄膜等工艺使芯片波导结构嵌入到基底中，然后再在基底另外区域上加工出芯片波导和光纤耦合对准的结构，使芯片波导和光纤耦合对准变得简单可靠，或者再在基底另外区域上加工电子元器件芯片和芯片波导的耦合对准结构，实现光波导芯片和电子元器件芯片的混合芯片集成。
文档编号G02B6/122GK202948157SQ20122067544
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者孙麦可, 宋齐望 申请人:孙麦可, 宋齐望