[发明专利]一种激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准装置及方法

权利要求书

1.一种激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准装置，其特征在于：该装置包括转接板(1)，所述转接板(1)包括本体(11)、第一连接部(12)及第二连接部(13)，所述第一连接部(12)、所述第二连接部(13)均与所述本体(11)固定连接；所述第一连接部(12)用于与激光器芯片(2)上的第一配合部(21)固定连接，所述第一连接部(12)为第一凸起，所述第一配合部(21)为第一凹槽，所述第一凸起卡入所述第一凹槽中；所述第二连接部(13)用于与硅基光电子芯片(3)上的第二配合部(31)固定连接，所述第二连接部(13)为第二凸起，所述第二配合部(31)为第二凹槽，所述第二凸起卡入所述第二凹槽中；所述第一连接部(12)和所述第二连接部(13)均处于本体(11)的下方，所述硅基光电子芯片(3)上开设有用于放入所述激光器芯片(2)的容纳仓(32)，通过转接板(1)完成激光器芯片(2)与硅基光电子芯片(3)之间的对准、定位及耦合，从而使激光器芯片(2)的第一波导层(22)光场与硅基光电子芯片(3)的第二波导层(33)光场耦合对准，激光器芯片(2)具有共面电极，激光器芯片(2)的P级和N级露出于转接板(1)。

2.根据权利要求1所述的激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准装置，其特征在于：激光器芯片(2)的底面与容纳仓(32)的底面之间通过导热材料连接。

3.根据权利要求1所述的激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准装置，其特征在于：第一连接部(12)和/或第二连接部(13)的横截面为多边形。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准装置，其特征在于：所述本体(11)、第一连接部(12)及第二连接部(13)为一体结构。

5.一种激光器芯片与硅基光电子芯片的耦合对准方法，其特征在于：该方法包括如下步骤；

步骤1，根据激光器芯片的第一停止层确定激光器芯片上的第一凹槽的深度，根据硅基光电子芯片的第二停止层确定硅基光电子芯片的第二凹槽的深度，并根据第一凹槽的深度和激光器芯片的第一波导层的高度确定待形成于转接板上的第一凸起的高度，以及根据第二凹槽的深度和硅基光电子芯片的第二波导层的高度确定待形成于转接板上的第二凸起的高度；

步骤2，在激光器芯片上刻蚀出用于耦合对准的多个第一凹槽，精确停止在第一停止层的上表面，第一凹槽的底面为激光器芯片的第一停止层上表面；在硅基光电子芯片上刻蚀出用于耦合对准的多个第二凹槽，精确停止在第二停止层的上表面，第二凹槽的底面为硅基光电子芯片的第二停止层上表面；

步骤3，在转接板上刻蚀出在水平方向上与多个第一凹槽一一对应的多个第一凸起和在水平方向上与多个第二凹槽一一对应的多个第二凸起；其中，第一凸起数量与第一凹槽数量相同，第二凸起数量与第二凹槽数量相同，第一凸起的高度大于第一凹槽的深度，第二凸起的高度大于第二凹槽的深度；

通过如下方式计算第一凸起的顶端面与第二凸起的顶端面的高度差；

Δh＝h1-h2-t1-0.5·t2+0.5·t3；

其中，Δh表示第一凸起的顶端面与第二凸起的顶端面的高度差，h1表示硅基光电子芯片的第二停止层中心与第二波导层中心之间的高度差，h2表示激光器芯片与硅基光电子芯片最佳耦合时第一波导层中心与第二波导层中心的高度差，t1表示激光器芯片的第一停止层厚度，t2表示激光器芯片的第一波导层厚度，t3表示硅基光电子芯片的第二停止层厚度；

步骤4，通过所述多个第一凹槽与所述多个第一凸起一一对应固定的方式将所述激光器芯片装配到所述转接板上，令各第一凸起的顶端面与各第一凹槽的底面一一对应贴合；

步骤5，通过所述多个第二凸起与所述多个第二凹槽一一对应固定的方式将带有所述激光器芯片的转接板装配到所述硅基光电子芯片上，令各第二凸起的顶端面与各第二凹槽的底面一一对应贴合，从而完成激光器芯片的第一波导层光场与硅基光电子芯片的第二波导层光场耦合对准，激光器芯片具有共面电极，激光器芯片的P级和N级露出于转接板。