封装结构的制作方法

本申请涉及半导体，更具体地，涉及一种封装结构。

背景技术：

1、硅光子(silicon-photonics)因有着高速传输、低功耗等优点，其应用前景相当具有潜力，可应用在光通讯相关领域，例如服务器、激光雷达等。其中，可采用边缘耦合(edgecoupling)来进行光耦合。参考图1a所示，所谓边缘耦合是指光信号从波导12水平进出，因此需要从水平方向进行光耦合。为了要使光纤顺利与波导耦合，通常会用fau(fiber arrayunit，光纤阵列单元)20做为组装组合件。通常需要从晶圆切成单个芯片10并露出波导12，才有可能从侧边与光纤进行耦合并进行光学量测，但无法做晶圆级(wafer-level)的光学量测。

2、芯片10上的波导12将光信号输出至光纤时，通常根据芯片10(例如pic(photonicintegrated circuit，光子集成电路))设计的方式来选择光纤封装的方式。例如在一种方式中，如图1b所示，在波导上方设计v形沟槽22，并用光纤块或光纤带的方式在波导上做光纤24的被动对位固定组装，通常上方还需放置一盖体(lid)26。然而，v形沟槽24的制作成本较高；通常难以同时夹取盖体26和光纤24，使得组装制具上设计困难；光纤24与波导的尺寸差异很大，会存在耦合效率的问题；对位的要求也较严苛。在另一种方式中，波导并无v形槽设计，而是通过制程使波导暴露出来，并借由主动对位直接进行对接。但是，这要求要有主动对位的机构设计，设计复杂。并且，上述两种方式都需要设计fau以及与fau对应的组装方式，且需要空间配置体积较大的fau，进而限制元件的配置方式及光电信号路径。

技术实现思路

1、针对以上问题，本申请提出一种封装结构，至少能够避免光纤对位成本高、设计复杂且元件配置方式受限等问题。

2、本申请的技术方案是这样实现的：

3、根据本申请的一个方面，提供了一种封装结构，封装结构用于在第一光路径上传递第一光信号，并且封装结构包括：第一光学元件；光电元件，包括位于第一光路径上且具有电路径的有源面，第一光路径延伸跨过光电元件的侧面；第二光学元件，与光电元件离散地配置并位于第一光学元件与光电元件之间；第三光学元件，用于将第一光信号自第二光学元件导向光电元件的有源面。

4、在一些实施例中，第三光学元件为设置在有源面处的第一光栅。

5、在一些实施例中，封装结构还包括发光元件，发光元件与有源面共同定义第二光路径。

6、在一些实施例中，第一光路径与第二光路径的方向相反。

7、在一些实施例中，封装结构还包括设置在发光元件与有源面之间的第二光栅。

8、在一些实施例中，第三光学元件为棱镜。

9、在一些实施例中，第二光学元件为第一透镜。

10、在一些实施例中，封装结构还包括第二透镜，第一透镜设置在第一光学元件与第三光学元件之间，第二透镜设置在第三光学元件与光电元件之间。

11、在一些实施例中，封装结构还包括设置在光电元件的有源面的阻光层。

12、在一些实施例中，光电元件为整合于一体的光子集成电路和电子集成电路。

13、上述技术方案的有益效果包括：通过将第一光学元件与光电元件的有源面分开设置，第一光学元件可设置在光电元件的有源面以外的位置(例如被动面上、或光电元件侧面的外侧)，再利用第二光学元件和第三光学元件将第一光信号传递至光电元件，因此无需形成v形槽，避免了现有边缘耦合方式中存在的光纤对位成本高、设计复杂且元件配置方式受限等问题，提升了耦合效率。可降低制程成本与破片风险。降低了对元件配置方式及光电信号路径的限制。通过在第三光学元件下方设置阻光层，可以反射光信号而减少信号损失。

技术特征：

1.一种封装结构，其特征在于，所述封装结构用于在第一光路径上传递第一光信号，并且所述封装结构包括：

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第三光学元件为设置在所述有源面处的第一光栅。

3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，还包括发光元件，所述发光元件与所述有源面共同定义第二光路径。

4.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述第一光路径与所述第二光路径的方向相反。

5.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，还包括设置在所述发光元件与所述有源面之间的第二光栅。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第三光学元件为棱镜。

7.根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于，所述第二光学元件为第一透镜。

8.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，还包括第二透镜，所述第一透镜设置在所述第一光学元件与所述第三光学元件之间，所述第二透镜设置在所述第三光学元件与所述光电元件之间。

9.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括设置在所述光电元件的所述有源面的阻光层。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的封装结构，其特征在于，所述光电元件为整合于一体的光子集成电路和电子集成电路。

技术总结
本申请公开了一种封装结构，该封装结构用于在第一光路径上传递第一光信号，并且封装结构包括：第一光学元件；光电元件，包括位于第一光路径上且具有电路径的有源面，第一光路径在光电元件的侧面旁延伸经过侧面；第二光学元件，与光电元件离散地配置在第一光学元件与光电元件之间；第三光学元件，用于将第一光信号自第二光学元件导向光电元件的有源面。上述技术方案至少能够：避免光纤对位成本高、设计复杂且元件配置方式受限等问题，可以提升耦合效率，降低制程成本与破片风险。

技术研发人员：林桎苇,林美如
受保护的技术使用者：日月光半导体制造股份有限公司
技术研发日：20230824
技术公布日：2024/3/11