[发明专利]一种光学器件测试结构及其制作方法

说明书

本公开提供一种光学器件测试结构及其制作方法，其中结构包括：基底；以及在所述基底上形成的器件层，所述器件层包括光器件、端面耦合器和光栅耦合器；其中，所述光器件与所述端面耦合器通过光波导连接；所述端面耦合器和所述光栅耦合器耦合连接，所述光栅耦合器位于所述基底上待制作划片深槽的区域。本公开提供的光学器件测试结构，结合了端面耦合器和光栅耦合器的优点，可以同时解决光芯片的晶圆级测试和芯片封装问题。

技术领域

本公开涉及光子设备技术领域，具体涉及一种光学器件测试结构及其制作方法。

背景技术

硅光子技术以硅作为光学介质，利用CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺进行光学器件的开发和集成，有望实现低成本、高速的光通信，拥有广阔的市场应用前景。

抑制硅光子芯片(简称光芯片)广泛应用的关键问题之一的是光纤与光芯片的耦合。与光纤的耦合问题是任何一个光芯片或产品必须解决的问题。硅波导耦合器主要包括两种，即光栅耦合器和端面耦合器。

光栅耦合器的优点是可实现晶圆级的光耦合，可以在晶圆制备过程中随时耦合测试，缺点是损耗大，带宽小，芯片封装后体积大；端面耦合器(Edge Coupler)优点是损耗小，带宽大，芯片封装后体积小，缺点是无法晶圆级耦合，无法在工艺过程中随时耦合测试以便随时监控光器件的性能，需要全部工艺完成后，划成芯片后，每个芯片进行测试，芯片级的测试效率也远低于晶圆级的测试。

光芯片在制造过程中，需要光栅耦合器进行在线的晶圆级测试以及制备完成后的晶圆级快速测试，但最终需要端面耦合器进行芯片封装耦合。

发明内容

本公开的目的是提供一种光学器件测试结构及其制作方法，以同时解决光芯片的晶圆级测试和芯片封装问题。

本公开第一方面实施例提供一种光学器件测试结构，包括：

基底；以及

在所述基底上形成的器件层，所述器件层包括光器件、端面耦合器和光栅耦合器；

其中，所述光器件与所述端面耦合器通过光波导连接；所述端面耦合器和所述光栅耦合器耦合连接，所述光栅耦合器位于所述基底上待制作划片深槽的区域。

根据本公开的一些实施方式中，所述端面耦合器为倒锥形端面耦合器或悬臂梁型端面耦合器。

根据本公开的一些实施方式中，所述基底包括：硅衬底，以及在所述硅衬底上形成的埋氧层，所述器件层形成于所述埋氧层上。

根据本公开的一些实施方式中，所述埋氧层的制作材料为氧化硅。

根据本公开的一些实施方式中，还包括：在所述器件层上形成的上包层。

根据本公开的一些实施方式中，所述上包层的制作材料为氧化硅。

本公开第二方面实施例提供一种光学器件测试结构的制作方法，包括：

提供基底，所述基底包括：硅衬底，以及在所述硅衬底上形成的埋氧层；

在所述埋氧层上形成器件层，所述器件层包括光器件、端面耦合器和光栅耦合器；其中，所述光器件与所述端面耦合器通过光波导连接；所述端面耦合器和所述光栅耦合器耦合连接，所述光栅耦合器位于所述基底上待制作划片深槽的区域；

在所述器件层上形成上包层；

在所述基底上待制作划片深槽的区域进行划片深槽刻蚀，依次刻蚀掉该区域的上包层、光栅耦合器、埋氧层，以及刻蚀掉预设深度的硅衬底。

根据本公开的一些实施方式中，所述端面耦合器为倒锥形端面耦合器或悬臂梁型端面耦合器。

本公开与现有技术相比的优点在于：