[发明专利]光学集成电路系统、装置和制造方法

说明书

本公开的实施例涉及光学集成电路系统、装置和制造方法。一种光学集成电路装置包括：电绝缘基板；光学连接件，被设置在光学集成电路的边界处；以及第一静电放电(ESD)保护结构，与第一波导直接接触并且被电耦合到第一波导。光学连接件包括第一波导。第一波导被设置在电绝缘基板上并且被配置成传输光学信号。第一ESD保护结构是非电绝缘的，并且对光学信号基本光学透明。包括阳极和阴极的ESD二极管被电耦合到第一ESD保护结构。接地连接件被电耦合到ESD二极管的阳极。

技术领域

本发明一般涉及光学集成电路系统，并且在特定实施例中，涉及光学集成电路系统的结构、光学集成电路装置及其制造方法。

背景技术

光学集成电路(OIC)可能对静电放电(ESD)事件敏感。在许多应用中，后段(BEOL)金属化可以形成在光子芯片的光学层之上。BEOL层可以用于路由电信号以及在光子芯片周围形成密封环。密封环可以围绕OIC的周边形成，以提供对潜在有害ESD事件的保护。例如，密封环可以被电耦合到ESD二极管，该ESD二极管可以在存在高电压和/或电流状况的情况下提供到接地连接件的通路。然而，当光子芯片包括外部光学连接件时，仅由金属层形成的密封环可能无法提供对潜在有害ESD事件的完全保护。

例如，在利用BEOL层中的腔来促进OIC和内插器之间的光学耦合的应用中，可以使用OIC波导和内插器波导之间的绝热或渐逝耦合来实现光学耦合。在这种情况下，波导之间的绝热耦合可能需要在BEOL密封环的金属层中形成开口。取决于波导和包层材料，这些开口可能允许电荷在ESD事件期间穿过密封环。因此，与外部光学连接件兼容同时保持高水平的电隔离的密封环可以是所期望的。

发明内容

根据本发明的一个实施例，光学集成电路装置包括：电绝缘基板；光学连接件件，被设置在光学集成电路的边界处；以及第一静电放电(ESD)保护结构，与第一波导直接接触并且被电耦合到第一波导。光学连接件包括第一波导。第一波导被设置在电绝缘基板上并且被配置成传输光学信号。第一ESD保护结构是非电绝缘的，并且对光学信号基本光学透明。包括阳极和阴极的ESD二极管被电耦合到第一ESD保护结构。接地连接件被电耦合到ESD二极管的阳极。

根据本发明的另一个实施例，一种制造光学集成电路装置的方法包括：提供电绝缘基板、在电绝缘基板之上形成第一波导。第一波导被配置成传输光学信号。方法还包括在电绝缘基板之上形成第一静电放电(ESD)保护结构。第一ESD保护结构与第一波导直接接触并且被电耦合到第一波导。第一ESD保护结构是非电绝缘的，并且对光学信号基本光学透明。方法还包括：在电绝缘基板处形成ESD二极管以及在电绝缘基板处形成接地连接件。ESD二极管的阴极被电耦合到第一ESD保护结构。接地连接件被电耦合到ESD二极管的阳极。

根据本发明的又一实施例，一种系统包括：电绝缘基板；光学集成电路(OIC)，被设置在电绝缘基板之上；以及多个波导，被设置在电绝缘基板之上并且被光学耦合到OIC。多个波导被配置成传输多个光学信号。多个波导包括第一波导和第二波导。系统还包括：外部电路，被光学耦合到多个波导；第一密封环，被设置为围绕OIC的周边；包括阳极和阴极的ESD二极管；以及

接地连接件，被电耦合到ESD二极管的阳极。第一密封环包括第一部分，该第一部分与多个波导中的每个波导直接接触并且被电耦合到多个波导中的每个波导。第一部分是非电绝缘的，并且对多个光学信号基本光学透明。第一密封环还包括第二部分。第一部分和第二部分形成闭环。阴极被电耦合到第一密封环。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图的描述，其中：

图1图示了根据本发明的一个实施例的示例光学集成电路(OIC)系统的示意图，该光学集成电路(OIC)系统包括与波导直接接触的静电放电(ESD)保护结构；