[发明专利]一种具有光路转换功能的密闭型光电模块制作工艺

说明书

本发明公开了一种具有光路转换功能的密闭型光电模块制作工艺，包括如下步骤：101）键合处理步骤、102）玻璃板处理步骤、103）底座处理步骤、104）盖板处理步骤、105）密封步骤；本发明提供光电芯片的完全密闭的一种具有光路转换功能的密闭型光电模块制作工艺。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种具有光路转换功能的密闭型光电模块制作工艺。

背景技术

通常卫星搭载的载荷有相控阵雷达、高清相机、惯性导航及各类传感器，随着载荷性能的逐渐提高，对于数据传输的速率要求逐渐增加，光纤数传由于具有重量轻、电磁屏蔽特性好、通信容量大、易于复用集成等优点，成为了数据传输中高频电缆线的良好替代品。

但是在某些特定环境中，苛刻的过热或者过冷条件以及未知的辐射会严重影响到光芯片对光纤内光子的感应和传输，甚至对高速工作的光芯片带来致命的伤害。对于此类光模块，一般会用耐辐射的光纤来做，但是对于光芯片来说，则需要通过密封工艺对其进行保护，使其具备隔热防冻以及防辐射等功能。

传统的密封工艺，不管是陶瓷管壳还是金属壳体都是将光电芯片通过粘接的方式固定在底座上，这样就要求光纤要垂直光电芯片，而对于光电模组来讲，则有相当一部分结构需要光纤和芯片表面平行放置，这样只能做垂直放置的结构可以满足的实际应用较小。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供光电芯片的完全密闭的一种具有光路转换功能的密闭型光电模块制作工艺。

本发明的技术方案如下：

一种具有光路转换功能的密闭型光电模块制作工艺，具体处理包括如下步骤：

101）键合处理步骤：包括玻璃板和底座，玻璃板和底座通过晶圆级键合的方式键合，键合温度在200到500度之间，键合方式采用胶键合、金属共晶键合或阳极键合；

102）玻璃板处理步骤：在玻璃板上表面通过干法刻蚀或者湿法刻蚀的工艺制作凹槽；凹槽其侧面图为倒三角形，整体为三角柱或者凹槽为倒金字塔型；

103）底座处理步骤：底座通过光刻、干法刻蚀的工艺制作TSV通孔；其中底座厚度范围在10um到600um，若底座厚度大于600um，则进行减薄处理；TSV通孔的直径在10um到10000um；

在底座的表面制作RDL，其先制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，其材质采用氧化硅或者氮化硅；再通过光刻、电镀工艺在底座的表面制作RDL，RDL包括走线和键合功能的焊盘；此处焊盘包括做晶圆键合用的围堰焊盘；

104）盖板处理步骤：在盖板表面，制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，其材质采用氧化硅或者氮化硅；再通过光刻、电镀工艺在绝缘层上做焊盘，焊盘的金属采用铜、铝、镍、银、金或锡，焊盘本身结构为一层或多层，焊盘要开窗的直径为10um到10000um；

通过光刻、干法刻蚀工艺在盖板表面制作凹坑，凹坑为立方形、倒梯形、圆柱形或者半球形，其尺寸范围在10um到10000um之间，凹坑尺寸包括立方形、倒梯形的长宽高或者圆柱形、半球形的直径、高度；

105）密封步骤：把功能芯片贴装在底座上，盖板和底座进行晶圆级键合完成密封，键合温度在200到500度，切割得到单一模组，并把单一模组安装在带有光纤的PCB板上完成光路联通。

进一步的，盖板、底座、玻璃板采用统一尺寸，其采用4，6，8，12寸中的一种尺寸，厚度范围为200um到2000um，材料采用硅片、玻璃板、石英、碳化硅、氧化铝、环氧树脂或聚氨酯。

进一步的，凹槽、TSV通孔里面填充透光物质，透光物质为环氧树脂、聚氨酯或氧化硅、氮化硅，通过表面CMP工艺只保留凹槽或TSV通孔内物质。