[发明专利]通过将晶片转移到接收衬底来制造光子芯片的方法

说明书

本发明涉及光子芯片(1)的制造方法，包括以下步骤：将晶片转移到接收衬底(20)的实际转移区域Zrsubgt;e/subgt;中，该实际转移区域包括完全被晶片覆盖的中心区域Zc和具有自由表面(25)的外围区域Zp，第一波导仅位于中心区域Zc中，并且第二波导位于外围区域Zp中；在晶片(10)的部分上和实际转移区域Zrsubgt;e/subgt;周围沉积蚀刻掩模(31)；然后干蚀刻晶片(10)的自由部分，然后部分地蚀刻外围区域Zp的自由表面(25)。

技术领域

本发明的领域是光子芯片的制造方法的领域，所述方法包括将至少一个晶片转移至功能化的接收衬底的步骤。

背景技术

通常，光子芯片包括至少一个光电组件，例如激光二极管，其被搁置在包含集成光子电路的接收衬底上。这样的集成光子电路包括与光电组件光学耦合的波导，以及有源光组件(调制器等)和/或无源光组件(复用器等)。在硅光子技术的情况下，光电组件可以基于半导体(例如InP的III-V族化合物)，而接收衬底可以是硅上绝缘体(SOI)衬底。

用于制造这种光子芯片的方法可以包括将晶片转移至接收衬底的步骤。晶片是基于半导体制成的块，并且包括多个半导体层的堆叠。转移被如此执行，使得晶片被沉积在接收衬底的上表面的被称为转移区域的区域中，然后至少部分地覆盖集成波导。然后执行构造III-V芯片的步骤，以制造光电组件，然后将其光耦合到集成波导。通常，光电组件尤其可以是激光二极管、光电二极管和电吸收调制器。当在同一接收衬底上同时制造大量光子芯片时，然后通过将接收衬底切成小片来切割所述光子芯片。

专利申请WO2018/087485A1描述了这种制造方法的示例。它提到了以下事实：晶片到接收衬底的转移可能会受到非零的定位不确定度d_ip的影响。此外，晶片可以包括生长衬底，该生长衬底可以在转移步骤之后通过湿蚀刻去除。这种湿蚀刻可能会导致在平行于接收衬底平面的平面中的晶片的横向过蚀刻d_sgl。因此，如果最终晶片要具有期望的尺寸(Lv^(f)、lv^(f))(例如尺寸等于1×1mm²)，以制造一个或更多个光电组件，就必须考虑到定位不确定度d_ip和横向过蚀刻d_sgl，因此，需要转移具有较大初始尺寸(Lv⁽ⁱ⁾，lv⁽ⁱ⁾)(例如约为2×2mm²)的晶片。此外，需要改进这种类型的制造方法。

发明内容

本发明的目的是至少部分地弥补现有技术的缺点，更特别是提供一种制造光子芯片的方法，该方法保持被光耦合至光电组件的一个或更多个集成波导的结构完整性。

为此，本发明的主题是光子芯片的制造方法，包括至少一个光电组件，所述光电组件被放置在接收衬底上并被光耦合至第一集成波导，该方法包括以下步骤：

在接收衬底的上表面上限定中心区域Zc，所述中心区域在接收衬底的平面上具有预定的尺寸Lc、lc，所述区域旨在在考虑到晶片关于中心区域Zc定位的预定的不确定度d_ip之后，在将晶片转移到接收衬底的步骤之后被晶片完全覆盖，在所述步骤中；

制造具有初始尺寸Lv⁽ⁱ⁾，lv⁽ⁱ⁾的晶片，所述初始尺寸是根据尺寸Lc、lc和定位不确定度d_ip而预设的；

制造接收衬底，所述上表面包括中心区域Zc以及环绕中心区域Zc并旨在在转移步骤之后被晶片部分覆盖的外围区域Zp，这些共同形成了所述晶片旨在完全位于其中的实际转移区域Zr_e，接收衬底包括：

第一波导，其仅位于中心区域Zc中；以及

第二波导，其叠置在第一波导上并与之光耦合，至少位于外围区域Zp中，并且相对于上表面具有大于预设阈值P_th