[发明专利]一种硅基光交换芯片的光电扇出结构及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，包括：

(1)获得基片，在基片表面固定芯片，芯片的端口包括光栅耦合器和电学焊盘，所述电学焊盘表面与芯片表面重合；

(2)在基片和芯片表面匀胶一层衬底层，对衬底层进行抛光直至芯片表面漏出，在衬底层和芯片表面沉积下包层，向沉积在衬底层上的下包层表面沉积芯层；

(3)在芯层上刻蚀光波导阵列和扇出端光学端口，光波导阵列一端与扇出端光学端口的一端连接，扇出端光学端口的另一端与光纤阵列连接；

(4)在光波导阵列、扇出端光学端口和未沉积芯层的下包层表面沉积上包层，利用灰度工艺从上包层表面挖出斜面，利用刻蚀工艺在上包层上挖出直通孔至电学焊盘表面；在上包层表面和电学焊盘表面沉积金属层，将光栅耦合器发出的光经过斜面通过金属层的全反射耦合至光波导阵列，从光波导阵列耦合出的光经过斜面通过金属层的全反射被光栅耦合器耦合接收；

(5)对金属层表面进行抛光、刻蚀得到电学重布线层。

2.根据权利要求1所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，所述光栅耦合器的耦合角度为9-15°。

3.根据权利要求1所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，所述斜面与芯片上表面所呈角度为37.5-40.5°。

4.根据权利要求1所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，所述上包层的材料为二氧化硅或聚合物，所述聚合物为环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或丙烯酸酯，所述上包层的材料与下包层的材料保持一致。

5.根据权利要求1所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，所述扇出端光学端口包括扇出端端面耦合器阵列。

6.根据权利要求5所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，对所述扇出端端面耦合器阵列进行垂直抛光，然后与光纤阵列耦合。

7.根据权利要求1所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，所述扇出端光学端口包括扇出端光栅耦合器阵列，将所述金属层中扇出端光栅耦合器阵列对应的位置去除，使得扇出端光栅耦合器阵列能够与光纤阵列耦合。

8.根据权利要求1所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，所述基片的材料包括硅或二氧化硅；芯层材料包括硅或氮化硅，芯层材料折射率大于下包层材料；所述金属层材料包括金、银或铜。

9.根据权利要求1所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法，其特征在于，所述灰度工艺包括3D灰度激光直写、灰度电子束刻蚀或灰度光刻。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的硅基光交换芯片的光电扇出结构的制备方法制备得到的硅基光交换芯片的光电扇出结构。