CN103972250B - 界面的润湿性差异产生的自对准 - Google Patents
界面的润湿性差异产生的自对准 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103972250B CN103972250B CN201310158698.5A CN201310158698A CN103972250B CN 103972250 B CN103972250 B CN 103972250B CN 201310158698 A CN201310158698 A CN 201310158698A CN 103972250 B CN103972250 B CN 103972250B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surface region
- region
- wettability
- subregion
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
- G02B6/425—Optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/12102—Lens
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12166—Manufacturing methods
- G02B2006/12173—Masking
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
- Y10T428/24612—Composite web or sheet
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
一些实施例涉及一种加工工件的方法。该工件包括具有第一润湿性系数的第一表面区域和具有第二润湿性系数的第二表面区域,第二润湿性系数不同于第一润湿性系数。在工件的第一表面区域和第二表面区域上分配对应于光学结构的液体,其中,由于第一润湿性系数和第二润湿性系数的差异,该液体与第二表面区域自对准。硬化自对准的液体以形成光学结构。本发明还提供了界面的润湿性差异产生的自对准。
Description
技术领域
本发明一般地涉及半导体技术领域,更具体地来说,涉及半导体器件及其形成方法。
背景技术
图像传感器通常包括电子感测元件的阵列,每一个电子感测元件都能够检测一种或多种预定波长的电磁辐射(例如可见光)。阵列的每一个电子感测元件都提供指示光波长的信号(若有的话,就会检测到),使得感测元件的阵列提供共同代表图像的多个信号。使用光学互连结构从阵列传送这些信号,该光学互连结构具有与金属线传送电流或电压相同的方式传送电磁辐射(例如,可见光)的一系列光学路径。由于光学互连件包括从阵列的紧凑感测元件传送信号的多条路径,因此期望光学互连件紧凑。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的缺陷,根据本发明的一方面,提供了一种方法,包括:提供工件,所述工件包括具有第一润湿性系数的第一表面区域和具有第二润湿性系数的第二表面区域,其中,所述第二润湿性系数不同于所述第一润湿性系数;以及在所述工件的所述第一表面区域和所述第二表面区域上分配对应于光学结构的液体,由于所述第一润湿性系数和所述第二润湿性系数之间的差异,所述液体与所述第一表面区域或者所述第二表面区域自对准;以及硬化自对准的液体以形成所述光学结构。
在该方法中,通过光刻形成所述第一表面区域和所述第二表面区域,并且硬化的自对准结构的分解(disolution)是非感光的。
在该方法中,所述光学结构促进至少一种预定波长的电磁辐射传播通过其中。
在该方法中,提供具有所述第一表面区域和所述第二表面区域的所述工件包括:在暴露的表面上方形成掩模层;图案化所述掩模层以覆盖所述第一表面区域和所述第二表面区域中的一种,而暴露所述第一表面区域和第二表面区域中的另一种;以及当所述掩模层位于适当位置处时,处理所述第一表面区域和所述第二表面区域中的另一种,以相对于所述第一表面区域和所述第二表面区域中的一种的润湿性来改变所述第一表面区域和所述第二表面区域中的另一种的润湿性。
在该方法中,所述处理包括:将所述第一表面区域和所述第二表面区域中的另一种暴露于等离子体。
该方法进一步包括:在所述衬底上方形成接合层;以及图案化所述接合层,使得图案化的接合区对应于所述第一表面区域和第二表面区域中的一种,并且所述接合层中的孔暴露对应于所述第一表面区域和所述第二表面区域中的另一种的衬底表面。
在该方法中,所述接合层相对于所述衬底的暴露表面具有疏水性或者亲水性。
在该方法中,所述接合层包括光刻胶层或者聚合物。
在该方法中,所述接合层包括旋涂玻璃材料、金属或者溶胶-凝胶材料。
在该方法中,横向分离所述第一表面区域和所述第二表面区域的距离对应于与所述光学结构相关的焦距。
根据本发明的另一方面,提供了一种装置,包括:衬底,包括具有第一润湿性系数的第一表面区域,其中,通过具有第二润湿性系数的第二表面区域将相邻的所述第一表面区域相互分离;以及光学结构,形成在所述衬底上方并且与所述第一表面区域或者所述第二表面区域自对准。
在该装置中,所述第一表面区域包括通过等离子体工艺修改的等离子体改性表面区域,并且所述第二表面区域包括未通过所述等离子体工艺修改的衬底表面。
在该装置中,所述第一表面区域包括衬底表面,并且所述第二表面区域包括相对于所述衬底表面抬高或者凹进的接合焊盘表面。
在该装置中,所述衬底是玻璃衬底,并且所述接合焊盘表面包括旋涂玻璃和溶胶-凝胶聚合物中的至少一种。
在该装置中,相邻的所述第一表面区域具有分别形成在其上的球透镜和波导,并且相邻的所述第一表面区域相隔所述球透镜的焦距。
在该装置中,所述衬底是玻璃衬底。
根据本发明的又一方面,提供了一种形成光学结构的方法,包括:提供工件,所述工件具有暴露的表面,所述暴露的表面包括具有第一润湿性系数的第一表面区域和具有第二润湿性系数的至少两个第二表面区域,其中所述第二润湿性系数不同于所述第一润湿性系数;以及在所述暴露的表面上分配对应于光学结构的液体,由于所述第一润湿性系数和所述第二润湿性系数之间的差异,所述液体与所述至少两个第二表面区域自对准,以在所述至少两个第二表面区域中的第一个第二表面区域上形成波导或者球透镜。
在该方法中,所述第一表面区域布置在所述至少两个第二表面区域之间,并且使所述至少两个第二表面区域相隔所述球透镜的焦距。
在该方法中,提供具有所述第一表面区域和所述第二表面区域的所述半导体工件包括:在所述暴露的表面上方形成掩模层;图案化所述掩模层以覆盖所述第一表面区域和所述至少两个第二表面区域中的一种,而暴露所述第一表面区域和所述至少两个第二表面区域中的另一种;以及当所述掩模层位于适当位置处时,实施表面处理,以相对于所述第一表面区域和所述至少两个第二表面区域中的一种的润湿性来改变所述第一表面区域和所述至少两个第二表面区域中的另一种的润湿性。
在该方法中,提供具有所述第一表面区域和所述第二表面区域的所述半导体工件包括:在所述衬底上方形成接合层;以及图案化所述接合层,使得图案化的接合区对应于所述第一表面区域和所述第二表面区域中的一种,并且所述接合层中的孔暴露对应于所述第一表面区域和所述第二表面区域中的另一种的衬底表面。
附图说明
图1示出根据一些实施例用于制造光学器件的方法的流程图;
图2A至图2D是示出用于制造光学器件的方法的一些实施例的一系列截面图;
图3A至图3D是示出用于制造光学器件的方法的一些实施例的一系列截面图;
图4A至图4D是示出用于在工件上制造光学器件和将光纤连接至工件的方法的一些实施例的一系列截面图;
图5A至图5D是示出用于在工件上制造光学器件和将光纤连接至工件的方法的一些实施例的一系列截面图;
图6A至图6D是示出用于在工件上制造光学器件和将光纤连接至工件的方法的一些实施例的一系列截面图;以及
图7A至图7D是示出用于在工件上制造光学器件和将光纤连接至工件的方法的一些实施例的一系列截面图。
具体实施方式
本文中参考附图进行描述,其中,在通篇描述中相似的参考编号通常用于指定相似的元件,并且各种结构不必按比例绘制。在以下描述中,为了说明的目的顺序阐述了许多具体细节以便于理解。然而,本领域技术人员应该理解,可以用更少程度的这些具体细节来实践本文中所述的一个或多个方面。在其他情况下,以框图形式示出已知结构和器件来帮助理解本发明。
传统上,使用光刻图案化光学层或者使用“拾取和放置”技术(预制的光学结构被机械地拾取并且置于工件上的期望位置)来图案化光学互连结构。不幸地,这些传统的技术都不太理想。在光刻技术中,用于形成光学互连件的聚合物需要是感光的;不幸地,这排除了用于光学互连件的其他非感光材料的使用。另外,尽管拾取和放置技术可以使用用于光学互连件的非感光材料,但是这些拾取和放置技术受到可以利用该技术放置在工件上的互连部件的精度的限制。为了布置具有比过去更大的精度和可利用更多材料选择的光学部件,本文中公开了用于制造光学部件和接插件(connector assembly)的改进技术。基于界面的润湿性差异,这些技术提供了光学结构的自对准。
图1示出根据一些实施例比较通用的方法100。图1开始于步骤102,其中,提供工件。工件包括具有第一润湿性系数的第一表面区域和具有不同于第一润湿性系数的第二润湿性系数的第二表面区域。在步骤104中,在工件的第一表面区域和第二表面区域上分配对应于要形成在工件上的光学结构的液体。由于第一润湿性系数和第二润湿性系数的差异,液体与第一表面区域或者第二表面区域自对准。在步骤106中,然后,硬化自对准的液体以形成光学结构。在一些实施例中,例如,该光学结构可以对应于波导和/或球透镜,从而允许预定波长的光穿过,而具有较少或者没有强度损失,并且具有比周围环境更大的折射率。在一些实施例中,可以通过光刻形成第一表面区域和/或第二表面区域,并且用于制作光学结构的自对准液体是非感光的。
因为图1的自对准技术允许液体在通过光刻形成的精确定位的表面区域上自对准,所以这些技术提供了高精度对准。而且,因为自对准的液体不需要是感光的,所以这种方法允许设计者使用各种材料(包括可以以液体状态分配的非感光材料)来形成光学结构。由于这些材料中的一些可以提供用于关注的预定波长良好的光学性能,例如较低的损失和/或期望的折射率,所以这是优选的。因此,相信本文所公开的自对准技术在某些方面比传统的光刻技术与拾取和放置技术有所改进。
图2A至图2D示出用于制造光学部件的技术的一些实施例。在图2A中,该方法开始于提供工件200。工件200可以包括衬底202,在衬底上形成一层或多层。在衬底202上方形成掩模层204。图案化掩模层204以限定例如被掩模层204覆盖的第一表面区域206,和通过掩模中的孔暴露的第二表面区域208。在其他实施例中,可以通过孔暴露第一表面区域,而通过掩模来覆盖第二表面区域。
衬底202可以是块状半导体衬底(例如块状硅晶圆)、二元化合物衬底(例如GaAs)、三元化合物衬底(例如AlGaAs)、多元化合物衬底等;但是也可以由诸如玻璃的非半导体材料制成。衬底202还可以包括半导体材料和非半导体材料的组合。例如,块状半导体衬底还可以包括非半导体材料,诸如绝缘体上硅(SOI)中的氧化物、局部SOI衬底、有机材料以及多晶硅和非晶硅等。在一些实施例中,衬底202可以包括堆叠或者以其他方式粘附在一起的多个晶圆或管芯。衬底202可以包括从硅锭中切割的晶圆,和/或任何其他类型的半导体/非半导体和/或在下面的衬底上所形成的沉积层或生长(例如外延)层。
在图2B中,当掩模层204处于适当位置处时,实施表面处理210以形成表面处理区212。相对于未经处理的区域(例如图2A中的第一(例如被覆盖的)表面区域206),表面处理210改变了表面处理区212(例如图2A中的第二(例如被覆盖的)表面区域208)的润湿性。例如,在一些实施例中,表面处理210包括等离子体处理,并且表面处理区212是等离子体改性区域。在其他实施例中,湿式冲洗或者蒸汽处理(诸如HMDS)可以改变润湿性。等离子体改性区域的第二润湿性系数不同于(例如,高于)与未经处理的表面区域(例如图2A中的第一表面区域206)相关的第一润湿性系数。
在图2C中,去除掩模204以再次暴露未经处理的表面区域206,并且在表面处理区域212和未经处理的表面区域206上方分配对应于光学部件的液体214。根据实施例,可以在整个衬底表面上方或者可以可选地在小于整个衬底表面的表面上方分配液体。例如,可以仅在稍微大于表面处理区212的区域(也可以被称为接合焊盘)上分配液体。
如图2D所示,由于表面处理区212和未经处理的表面区域206之间的润湿性差异,分配的液体趋向于与表面处理区212自对准。在其他实施例中,液体可以与未经处理的表面区域206自对准。然后,例如通过在低温下烘焙自对准液体并且在较高温度下实施固化来硬化自对准的液体,从而形成光学结构。在所示的实施例中,光学结构可以包括波导214,其可以是相关的盒状;和球透镜216,其是相关的球形或者圆顶形。光学结构是由折射率大于周围环境的折射率的材料制成以便“弯曲”、转向、聚焦或者校准所进入或离开的电磁辐射,同时允许预定波长的电磁辐射(例如可见光)穿过而具有较少的或者没有强度损失。例如,球透镜216的弯曲外表面216A引导光穿过球透镜216以向内倾斜直至光在透镜的焦距(f)处聚焦。因此,最接近球透镜216的波导214A的边缘与球透镜的外表面216A相隔焦距(f),从而促进球透镜216和波导214之间的更强的光耦合。例如,在一些实施例中,球透镜216可以具有约25μm至500μm的半径(r),或者大约25μm至100μm的半径;波导214可以具有约20μm至150μm的高度(h)或者大约20μm至40μm的高度;并且球透镜216和波导边缘214A之间的焦距(f)的间隔可以是大约100μm,但是也可以使用许多其他的尺寸。
图3A至图3D示出用于制造光学部件的技术方法的另一实施例。在图3A中,该方法开始于提供包括衬底300的工件。如先前关于图2A讨论的,衬底300可以采用许多形式,包括半导体衬底或者玻璃衬底等。衬底300的暴露衬底表面300A具有第一润湿性系数。
在图3B中,在衬底300上方形成接合层302。图案化接合层302以包括对应于暴露的表面区域306(例如,第一表面区域)的开口304,暴露的表面区域306具有第一润湿性系数,例如衬底表面300A的天然的润湿性系数。接合表面区域308(例如,第二表面区域)呈现第二润湿性系数,该第二润湿性系数不同于暴露的表面区域306的润湿性系数。通常,使用光刻技术图案化接合层302,从而提供良好的定位精度。
在图3C中,在暴露的表面区域306和接合表面区域308上方分配与光学部件相对应液体310。
如图3D所示,由于接合表面区域308和暴露的表面区域306之间的润湿性差异,所以分配的液体趋向于与接合表面区域308自对准。然后,例如通过在低温下烘焙自对准的液体并且在高温下实施固化来硬化自对准的液体,以形成光学结构。在所示的实施例中,例如,如先前关于图2A至图2D讨论的,光学结构可以对应于波导314,其可以是相关的盒状;和球透镜316,其可以是相关的球形或者圆顶形。
由于图2至图3的自对准技术允许液体状态的各种材料与通过光刻形成的精确定位的表面区域自对准,所以这种方法允许设计者使用各种液体(包括非感光材料)来形成光学结构。由于这些液体中的一些可以提供用于关注的预定波长的良好的光学性能,例如较少的损失和/或期望的折射率,所以这是优选的。同时,由于光刻图案仍然位于用于对准的表面区域的下方,所以这些技术还提供了高精度对准和良好的光耦合。
图4A至图4D示出制造光学结构的另一实施例,从而在一些方面类似于图2,但是图4A至图4D还将光纤连接至衬底。
在图4A中,该方法开始于提供工件400,其包括具有衬底表面402A的衬底402,在衬底表面402A上形成掩模层404。掩模层404通常由光刻胶形成,但掩模层404也可以是氮化物掩模、氧化物或者其他硬掩模。当掩模404位于适当位置处时,实施表面处理406以在衬底中形成表面处理区408。
在一些实施例中,表面处理406是等离子体处理,该等离子体处理使表面处理区408相对于被掩模404覆盖的未经处理的衬底表面具有亲水性。例如,在图4B至图4C中,等离子体处理能够使得表面处理区408具有包括F-、Cl-和CH4(atoms)的亲水性界面。等离子体可以稍弱并且通常小于100W RF功率,但是其也可以根据等离子体工具的设计而变化。在一些这样的实施例中,施加等离子体的时间可以在约10秒至几分钟的范围内。
当在工件400上方分配诸如旋涂玻璃或溶胶-凝胶聚合物的液体光学聚合物时,亲水性界面使液体与表面处理区408自对准(图4C)。在图4D中,然后,可以在距球透镜414期望距离f处使用例如环氧树脂412将光纤410附接至衬底表面,以提供良好的光耦合。
图5A至图5D中,与此相反,表面处理506使得表面处理区508具有包括O-、NH3和N2(atoms)的疏水性界面。还可能使用用于氧化的蒸汽处理,诸如水蒸汽。由于表面处理区508具有疏水性,表面处理区508排斥诸如旋涂玻璃或者溶胶-凝胶的液体,因此,液体与未经处理的衬底表面510自对准以形成光学结构。在图5D中,然后,可以在距球透镜516期望距离f处使用例如环氧树脂412将光纤512附接至衬底表面502A,以提供良好的光耦合。
图6A至图6D示出制造光学结构的另一实施例,从而在一些方面类似于图3,但是图6A至图6D还将光纤附接至衬底。
在图6A中,该方法开始于提供工件,其包括具有衬底表面602A的衬底602,在衬底表面上形成接合层604。通常通过光刻技术来形成接合层604,并且接合层604相对于衬底表面602A(其具有相对疏水性)具有亲水性。
在图6B中,在暴露的表面区域606和接合表面区域608上方分配对应于光学部件的液体。
如图6C所示,由于接合表面区域608和暴露的表面区域606之间的润湿性差异,所以分配的液体趋向于与接合表面区域608自对准。然后,例如通过在低温下烘焙自对准液体并且在较高温度下实施固化来硬化自对准的液体,从而形成光学结构。在所示的实施例中,光学结构可以对应于波导614,其可以是相关的盒状;和透镜616,其可以具有相关的球体形或者球体的一部分的圆顶形。在图6D中,然后可以在距球透镜616的期望距离f处使用例如环氧树脂620将光纤618附接至衬底表面,以提供良好的光耦合。
图7A至图7D中,与此相反,接合表面区域604相对于暴露的衬底表面606(其具有相对亲水性)具有疏水性。因此,在该实例中,分配的液体趋向于与暴露的衬底区域606自对准(而不是与接合表面区域604自对准)。预期各种不同的表面结构和材料都在本发明的范围内。根据本发明的各种实施例,接合焊盘(例如暴露的衬底区域606)与透镜材料616具有相似的表面特性,但是较大的接触角与周围区域(604)完全不同以形成自对准结构。
因此,应该理解,一些实施例涉及一种加工工件的方法。工件包括具有第一润湿性系数的第一表面区域,和具有与第一润湿性系数不同的第二润湿性系数的第二表面区域。在工件的第一表面区域和第二表面区域上分配对应于光学结构的液体,其中,由于第一润湿性系数和第二润湿性系数之间的差异,液体与第二表面区域自对准。硬化自对准的液体以形成光学结构。
其他实施例涉及一种装置。该装置包括具有第一润湿性系数的第一表面区域的衬底。通过具有第二润湿性系数的第二表面区域将相邻的第一表面区域间隔开,其中,第二润湿性系数不同于第一润湿性系数。在衬底上方形成任选结构,并且该结构与第一表面区域或第二表面区域自对准。
其他实施例涉及一种形成光学结构的方法。在该方法中,提供了具有暴露表面的工件。暴露表面包括具有第一润湿性系数的第一表面区域,和具有第二润湿性系数的至少两个第二表面区域。第二润湿性系数不同于第一润湿性系数。在暴露的表面上分配对应于光学结构的液体。由于第一润湿性系数和第二润湿性系数之间的差异,液体与至少两个第二表面区域自对准。
应该理解,在本文所包括的实施例的描述中,还可以通过间接连接或耦合来实现附图中所示的或者本文所描述的功能块、器件、部件、电路元件或者其他物理或功能单元之间的任何直接连接或耦合,即,连接或耦合包括一个或多个中间元件。而且,应该理解,在一些实施例中,可以作为独立电路来实施附图中所示的功能块或单元,但是在其他实施例中,也可以在常规电路或常规集成电路中完全或部分地实施附图中所示的功能块或单元,或者在一些情况下还可以通过对处理器进行相应的编程来联合实施功能块或单元。
应该注意,提供附图是为了对本发明的实施例的一些方面和部件予以阐述,并且附图仅被认为是示意性的。具体而言,附图中所示的元件不必按比例绘制,而且选择附图中各种元件的布置以清楚地理解相应的实施例,并且附图不能被解释为对所示的各种部件和元件的实际的相对位置的表示。本文所述描述的各种实施例的部件可以相互结合。另一方面,描述具有多个部件的实施例不能被解释为指示所有这些部件对于实施本发明来说都是必要的,因为其他实施例可以包括较少部件和/或可选部件。
Claims (13)
1.一种形成光学器件的方法,包括:
提供具有平坦工件表面的工件,所述平坦工件表面包括具有第一润湿性系数的第一表面区域和具有第二润湿性系数的第二表面区域,其中,所述第一表面区域和所述第二表面区域是共面的,所述第二润湿性系数不同于所述第一润湿性系数,所述第二表面区域包括由所述第一表面区域分隔开的第一子区域表面和第二子区域表面,所述第一子区域表面和所述第二子区域表面分别具有沿着相同方向的第一长度和第二长度,所述第一长度不同于所述第二长度;
在所述工件的所述第一表面区域和所述第二表面区域上分配对应于第一光学结构和第二光学结构的液体,由于所述第一润湿性系数和所述第二润湿性系数之间的差异,所述液体与所述第一子区域表面和所述第二子区域表面自对准;以及
硬化自对准的液体以形成位于所述第一子区域表面上的所述第一光学结构和位于所述第二子区域表面上的所述第二光学结构。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,通过光刻形成所述第一表面区域和所述第二表面区域,并且所述第一光学结构和所述第二光学结构的分解是非感光的。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一光学结构是促进至少一种预定波长的电磁辐射传播通过其中的光学透镜,并且所述第二光学结构是光波导。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,提供具有所述第一表面区域和所述第二表面区域的所述平坦工件表面包括:
在所述第一表面区域和所述第二表面区域上方形成掩模层;
图案化所述掩模层以覆盖所述第一表面区域和所述第二表面区域中的一种,而暴露所述第一表面区域和第二表面区域中的另一种;以及
当所述掩模层位于适当位置处时,处理所述第一表面区域和所述第二表面区域中的另一种,以相对于所述第一表面区域和所述第二表面区域中的一种的润湿性来改变所述第一表面区域和所述第二表面区域中的另一种的润湿性。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述处理包括:将所述第一表面区域和所述第二表面区域中的另一种暴露于等离子体。
6.根据权利要求3所述的方法,其中,横向分离所述第一子区域表面和所述第二子区域表面的所述第一表面区域的距离对应于与所述光学透镜相关的焦距。
7.一种光学装置,包括:
衬底,具有平坦衬底表面并且包括具有第一润湿性系数的第一表面区域,其中,通过具有第二润湿性系数的第二表面区域将相邻的所述第一表面区域相互分离,所述第一表面区域和所述第二表面区域是共面的,所述第二润湿性系数不同于所述第一润湿性系数,所述第一表面区域包括由所述第二表面区域分隔开的第一子区域表面和第二子区域表面,所述第一子区域表面和所述第二子区域表面分别具有沿着相同方向的第一长度和第二长度,所述第一长度不同于所述第二长度;以及
第一光学结构和第二光学结构,形成在所述衬底上方并且分别与所述第一子区域表面和所述第二子区域表面自对准。
8.根据权利要求7所述的光学装置,其中,所述第一表面区域包括通过等离子体工艺修改的等离子体改性表面区域,并且所述第二表面区域包括未通过所述等离子体工艺修改的衬底表面。
9.根据权利要求7所述的光学装置,其中,相邻的所述第一子区域表面和所述第二子区域表面具有分别形成在其上的球透镜和波导,并且相邻的所述第一子区域表面和所述第二子区域表面相隔所述球透镜的焦距。
10.根据权利要求7所述的光学装置,其中,所述衬底是玻璃衬底。
11.一种形成光学结构的方法,包括:
提供工件,所述工件具有暴露的平坦表面,所述暴露的平坦表面包括具有第一润湿性系数的第一表面区域和具有第二润湿性系数的透镜表面区域和波导表面区域,其中所述第二润湿性系数不同于所述第一润湿性系数,所述透镜表面区域和所述波导表面区域分别具有沿着相同方向的第一长度和第二长度,所述第二长度大于所述第一长度;以及
在所述暴露的平坦表面上分配对应于光学结构的液体,由于所述第一润湿性系数和所述第二润湿性系数之间的差异,所述液体与所述透镜表面区域和所述波导表面区域自对准,以在所述波导表面区域和所述透镜表面区域上分别形成波导和球透镜。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述第一表面区域布置在所述透镜表面区域和所述波导表面区域之间,并且使所述透镜表面区域和所述波导表面区域相隔所述球透镜的焦距。
13.根据权利要求11所述的方法,其中,提供具有所述第一表面区域和所述透镜表面区域与所述波导表面区域的所述工件包括:
在所述暴露的平坦表面上方形成掩模层;
图案化所述掩模层以覆盖所述第一表面区域或覆盖所述透镜表面区域和所述波导表面区域,而暴露所述第一表面区域或暴露所述透镜表面区域和所述波导表面区域;以及
当所述掩模层位于适当位置处时,实施表面处理,以相对于所述第一表面区域或相对于所述透镜表面区域和所述波导表面区域的润湿性来改变所述第一表面区域或改变所述透镜表面区域和所述波导表面区域的润湿性。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/751,540 US8828484B2 (en) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Self-alignment due to wettability difference of an interface |
US13/751,540 | 2013-01-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103972250A CN103972250A (zh) | 2014-08-06 |
CN103972250B true CN103972250B (zh) | 2016-12-28 |
Family
ID=51223233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310158698.5A Active CN103972250B (zh) | 2013-01-28 | 2013-05-02 | 界面的润湿性差异产生的自对准 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8828484B2 (zh) |
CN (1) | CN103972250B (zh) |
TW (1) | TWI512348B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9488779B2 (en) | 2013-11-11 | 2016-11-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Apparatus and method of forming laser chip package with waveguide for light coupling |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1274516A (zh) * | 1998-05-14 | 2000-11-22 | 精工爱普生株式会社 | 用于形成特定图形的衬底及其制造方法 |
CN101036071A (zh) * | 2004-10-06 | 2007-09-12 | 松下电器产业株式会社 | 微镜、微镜阵列及其制造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5498444A (en) * | 1994-02-28 | 1996-03-12 | Microfab Technologies, Inc. | Method for producing micro-optical components |
US6909554B2 (en) * | 2000-12-27 | 2005-06-21 | Finisar Corporation | Wafer integration of micro-optics |
JP4236081B2 (ja) * | 2001-10-16 | 2009-03-11 | 大日本印刷株式会社 | パターン形成体の製造方法 |
JP3719431B2 (ja) * | 2002-09-25 | 2005-11-24 | セイコーエプソン株式会社 | 光学部品およびその製造方法、表示装置および撮像素子 |
US20080068718A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Instrument Technology Research Center | Micro-Lens Device And Method For Manufacturing The Same |
-
2013
- 2013-01-28 US US13/751,540 patent/US8828484B2/en active Active
- 2013-05-02 CN CN201310158698.5A patent/CN103972250B/zh active Active
- 2013-12-16 TW TW102146353A patent/TWI512348B/zh active
-
2014
- 2014-09-05 US US14/477,917 patent/US9651736B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1274516A (zh) * | 1998-05-14 | 2000-11-22 | 精工爱普生株式会社 | 用于形成特定图形的衬底及其制造方法 |
CN101036071A (zh) * | 2004-10-06 | 2007-09-12 | 松下电器产业株式会社 | 微镜、微镜阵列及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9651736B2 (en) | 2017-05-16 |
CN103972250A (zh) | 2014-08-06 |
TW201430414A (zh) | 2014-08-01 |
US8828484B2 (en) | 2014-09-09 |
TWI512348B (zh) | 2015-12-11 |
US20140376858A1 (en) | 2014-12-25 |
US20140212627A1 (en) | 2014-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9658411B2 (en) | Alignment of single-mode polymer waveguide (PWG) array and silicon waveguide (SiWG) array of providing adiabatic coupling | |
US9008477B2 (en) | Alignment of single-mode polymer waveguide (PWG) array and silicon waveguide (SiWG) array for providing adiabatic coupling | |
DE102004025735B4 (de) | Optischer-Empfänger-Gehäuse und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE112014002312B4 (de) | Integrierte Bildgebungsvorrichtung für Infrarotstrahlung und Herstellungsverfahren | |
US20130279843A1 (en) | Integrated Optical Transmission Board and Optical Module | |
JP2005250483A (ja) | チップ・ボード間の相互接続用の光学ブリッジ及びその製造方法 | |
US6640021B2 (en) | Fabrication of a hybrid integrated circuit device including an optoelectronic chip | |
JPH01140104A (ja) | フアイバ・アレイの整合法 | |
JP6770361B2 (ja) | 光配線モジュール、光トランシーバ、及び光接続方法 | |
JP3998921B2 (ja) | マイクロレンズ形成方法 | |
JPH02123309A (ja) | 光結合装置 | |
CN103972250B (zh) | 界面的润湿性差异产生的自对准 | |
US20050207693A1 (en) | Optical structures and methods for connecting optical circuit board components | |
US6744953B2 (en) | Planar optical waveguide with alignment structure | |
JP5208460B2 (ja) | 光回路装置 | |
US6445837B1 (en) | Hybrid opto-electronic circuits and method of making | |
TWI244758B (en) | Substrate optical waveguides having fiber-like shape and methods of making the same | |
US11454759B2 (en) | High-throughput manufacturing of photonic integrated circuit (PIC) waveguides using multiple exposures | |
DE60211301T2 (de) | Ausrichtung einer Faseranordnung mit Hilfe von Justagemarkierungen | |
JPH06283663A (ja) | 半導体チップどうしを整合するための方法 | |
KR20220050077A (ko) | 마이크로 렌즈 어레이 제조방법 및 그의 이미지 획득 장치 | |
Mangal et al. | Through-substrate coupling elements for silicon-photonics-based short-reach optical interconnects | |
US20180114877A1 (en) | Optoelectronic system and method for its fabrication | |
US20230066363A1 (en) | Package having prism structure and manufacturing method thereof | |
US11803013B2 (en) | Seamless stitching for multi-reticle fabrication of integrated photonics optical components |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |