CN105244396A - 光电微型模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光电微型模块，包括一单晶基板，包括相互平行的一第一表面及一第二表面，一穿孔从该第一表面贯穿该硅基板至该第二表面；以及一分光片，设置在该穿孔之中，该分光片的一部分凸出该穿孔。本发明的光电微型模块，凭借半导体晶圆级制程生产，可大幅的缩小光电模块的体积，进而大幅降低制造成本。

Description

光电微型模块及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种光电微型模块及其制造方法，尤指一种利用晶圆级封装的制程所制造的光电微型模块。

背景技术

现今光通讯系统中，为了达到信号双向沟通的目的，系利用至少二条光纤，以一进一出的方式来传输相同波长的光波信号。但随着传输距离的增加，用户数量及需求的急遽上升，并且考虑铺设光纤网路的成本，因此有人提出分波多工(wavedivisionmultiplex)的通讯技术，来实现全双工(fullduplex)的目的；其使用一条光纤来上传与下载两种波长的光波信号。例如，于一条光纤中同时传输波长为1310nm与接收波长为1550nm的两种光信号，并于传输端与接收端各加装一片分光滤波片(WavelengthDivisionMultiplexfilter,WDMfilter)，即可将不同波长的光分离开来，以达到双向传输的目的。

上述的光通讯架构虽然可降低铺设光纤网路的成本，然而，为达到双向传输目的，一般的双向光学次模块,发射端和接收端是使用独立的TO-can封装,通过金属本体,收容分光滤波片和耦合的光纤，造成体积大、对位组装复杂、耦光效率低、元件数目多、制作成本高等诸多缺点，因此亟需要提出一种光学模块结构，其可以较有效率的整合各元件间得组装,得以缩小模块的体积、并且降低制作成本。

实用新型内容

本发明的光电微型模块，凭借半导体晶圆级制程生产和组装，可大幅的缩小光电微型模块的体积，进而大幅降低制造成本，并且大幅提高光电微型模块操作温度范围及信号传输的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光电微型模块，其特征在于，包括：

一单晶基板，包括相互平行的一第一表面及一第二表面，一穿孔从该第一表面贯穿该硅基板至该第二表面；以及

一分光片，设置在该穿孔之中，该分光片的一部分凸出该穿孔。

其中：该穿孔包括一倾斜侧壁，其与该第一表面形成一夹角。

其中：该夹角为45度。

其中：该夹角介于30度至60度之间。

其中：该单晶基板包括一硅单晶基板。

其中：该分光片包括一透明基板。

其中：该分光片包括一硅单晶基板。

其中：凸出该穿孔的该分光片的一表面设有一光学反射层。。

其中：凸出该穿孔的该分光片的一表面设有一光学镀膜层。

其中：该分光片的一侧面倾角与该穿孔的内侧壁倾角相同。

其中：还包括一发光装置设置在该单晶基板上，该发光装置能够发射一光信号至该分光片。

其中：还包括一光信号接收器设置在该单晶基板上，该信号接收器能够接收来自该分光片的一光信号。

其中：还设有一金属线路层，其在该单晶基板上并与该发光装置电性连接。

其中：该发光装置包括一激光二极管。

其中：适于接收由一光纤传送的一光信号至该分光片上，该分光片可供该光信号的一第一波长信号穿透而反射该光信号的一第二波长信号。

其中：还包括一信号接收器，其接收该第一波长信号。

其中：还包括一接收该第一波长信号的第一信号接收器及一接收该第二波长信号的第二信号接收器。

其中：该分光片包括相互平行的一第三表面与一第四表面，该第三表面上设有一反射层，而第四表面上设有一抗反射层。

其中：该分光片适于光耦合一光信号，在该分光片光耦合该光信号的一光学路径还设有一透镜模块。

其中，该透镜模块包含一设在该单晶基板的第一表面的支撑块以及一设置在该支撑块上的透镜，该光信号经由该透镜成像或聚焦。

其中：该透镜包括一硅晶片。

一种光电微型模块制造方法，其特征在于，包括：

提供一单晶基板；

形成一贯穿该单晶基板的孔洞；以及

提供一分光片，其设置在该孔洞内，并使该分光片的一部分凸出于该孔洞。

其中：该单晶基板包括一硅单晶基板。

其中：在该单晶基板上形成该孔洞，包括使用一非等向性蚀刻方法形成该孔洞。

其中：该孔洞的一内壁与该单晶基板的一上表面形成一夹角。

其中：该夹角为45度。

其中：该分光片包括一透明基板。

其中：还包括在该单晶基板上设置一发光装置，该发光装置能够发射一光信号至该分光片。

其中：还包括在该单晶基板上形成一金属线路层，并使该金属线路层与该发光装置电性连接。

其中：该发光装置包括一激光二极管。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：本发明凭借半导体晶圆级制程生产光电微型模块，并且将光电微型模块的体积大幅的缩小，进而大幅降低制造成本。另外凭借半导体晶圆级精密的封装方式，大幅提高操作温度的范围及信号传输的稳定性，例如是-40℃至+100℃。

附图说明

图1a至图1s说明本发明第一实施例的基板的制程示意图；

图2a至图2f说明本发明第一实施例的光学分光片的制程示意图；

图3a至图3h说明本发明第一实施例的光学分光片与基板的组装过程示意图；

图4a至图4d说明本发明第一实施例的光电微型模块封装的过程示意图；

图5说明本发明第一实施例的光电微型模块信号传输的示意图；

图6说明本发明第二实施例的光电微型模块信号传输的示意图；

图7说明本发明第三实施例的光电微型模块信号传输的示意图；

图8说明本发明第四实施例的光电微型模块信号传输的示意图；。

虽然在图式中已描绘某些实施例，但熟习此项技术者应了解，所描绘的实施例为说明性的，且可在本发明的范畴内构想并实施彼等所示实施例的变化以及本文所述的其他实施例。

附图标记说明：1-基板；3-介电层；5-隔离层；12-金属线路层；7-第一金属层；71-粘着层/障壁层；72-种子层；9-光阻层；9a-开口；11-第二金属层；14-第三金属层；4-光阻层；4a-开口；13-介电层；1a-孔洞；w1-宽度；w2-宽度；13a-开口；15-基板；19-反射层；17-抗反射层；21-光阻层；21a-开口；101-侧壁；102-侧壁；s1-夹角；s2-夹角；151-侧壁；152-侧壁；s3-夹角；s4-夹角；22-粘着剂；23-透镜模块；231-支撑块；232-微透镜；233-缺口；25-发光装置；251-焊锡凸块；27-光电微型晶片；32-电路基板；29-信号接收模块；321-基板；322-电性连接引脚；321-连接端；290-光信号接收器；291-基板；292-支撑凸块；34-金属线；36-保护模块；361-壳体；362-透光板；38-光纤；L1-光信号；L2-光信号；40-光信号接收器；46-光信号接收器。

具体实施方式

图式揭示本发明的说明性实施例。其并未阐述所有实施例。可另外或替代使用其他实施例。为节省空间或更有效地说明，可省略显而易见或不必要的细节。相反，可实施一些实施例而不揭示所有细节。当相同数字出现在不同图式中时，其系指相同或类似组件或步骤。

当以下描述连同随附图式一起阅读时，可更充分地理解本发明的态样，所述的这些随附图式的性质应视为说明性而非限制性的。所述的这些图式未必按比例绘制，而是强调本发明的原理。

现描述说明性实施例。可另外或替代使用其他实施例。为节省空间或更有效地呈现，可省略显而易见或不必要的细节。相反，可实施一些实施例而不揭示所有细节。

本发明是提供一光电微型模块(Opto-electronicmicro-module)，用于光纤信号传输上，例如应用在双向(Bi-directional,号传输模块，例如BiDiSFP+光纤信号传输、BiDiXFP光纤信号传输、BiDiGBIC光纤信号传输或光纤到府光线路终端设备(FiberToTheHome,FTTHOLT)和光网路单元(OpticalNetworkUnit,ONU)之间的光纤信号传输。

第一实施例

图1a至图1s说明本发明第一实施例的基板的制程。图2a至图2f说明本发明第一实施例的光学分光片的制程。图3a至图3h说明本发明第一实施例的光学分光片与基板的组装过程。图4a至图4d说明本发明第一实施例的光电微型模块封装的过程。图5说明本发明第一实施例的光电微型模块信号传输的过程。

图1a中提供一基板1，此基板1为一单晶基板或一单晶晶圆，例如一硅单晶晶圆或一锗单晶晶圆。此基板1的厚度介于150微米(μm)至600微米之间、500微米至1200微米之间、1000微米至3000微米或2000微米至6000微米之间。

图1b中分别形成一介电层3及一蚀刻终止(etchingstop)层5在此基板1的上表面及下表面上，此介电层3的材质包括二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、有机聚合物(例如聚亚酰胺、环氧树脂、苯并环丁烷(BCB)、聚苯并恶唑(PBO)、聚苯醚(PPO)、硅氧烷或SU-8)，且此介电层3的厚度介于0.5微米至2微米之间、介于1微米至3微米之间、3微米至10微米之间或5微米至30微米之间。隔离层5的材质包括二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、有机聚合物(例如聚亚酰胺、环氧树脂、苯并环丁烷(BCB)、聚苯并恶唑(PBO)、聚苯醚(PPO)、硅氧烷或SU-8)、金属层(材质例如包括铜、铝、镍、金、铬、钛、钛钨合金、氮化钛、铬、钽、氮化钽、镍或镍钒)，此隔离层5的厚度介于0.5微米至2微米之间、介于1微米至3微米之间、3微米至10微米之间或5微米至30微米之间。

接着在此基板1上形成一金属线路层12，其中金属线路层12形成的方式包括一电镀方式、溅镀方式或无电电镀方式，以电镀方式(或无电电镀方式)形成此金属线路层12如图1c至图1i所示，以溅镀方式(或无电电镀方式)形成此金属线路层12如图1j图至图1n所示。

首先说明以电镀方式(或无电电镀方式)在基板1上形成金属线路层12，如图1c及图1d所示，在介电层3上溅镀形成一第一金属层7，其中第一金属层7系先溅镀一粘着层/障壁层(adhesion/barrierlayer)71在介电层3上，再溅镀一种子层(seedlayer)72在粘着层/障壁层71上，其中粘着层/障壁层71包括一氮化钛层、钛钨合金层、氮化钽层、钛层、钽层、铬层、镍层或镍钒层，此粘着层/障壁层71的厚度介于0.1微米至0.5微米之间、0.3微米至1微米之间或0.8微米至1.5微米之间。而种子层72的材质与后续电镀的材质相同，种子层72包括一铜层、一镍层、一镍层或一金层，此种子层72的厚度介于0.1微米至0.5微米之间、0.3微米至1微米之间或0.8微米至2微米之间。

如图1e所示，形成第一金属层7后，可凭借使用旋涂式涂覆制程或叠层制程在具有任何先前所述材料的第一金属层7上形成光阻层9，诸如正型光阻层或负型光阻层(较佳)。

如图1f所示，利用微影、曝光及显影制程使光阻层9图案化以在光阻层9中形成多个开口9a，从而暴露出第一金属层7。

如图1g所示，可凭借使用电镀或无电极电镀制程在经开口9a暴露的第一金属层7上及在开口9a中形成第二金属层11(导电层)，其具有适合的厚度，例如大于1微米，诸如介于2微米与30微米之间且较佳介于3微米与10微米之间。第二金属层11可为铜、银、金、钯、铂、铑、钌、铼或镍的单一层，或由先前所述金属制成的复合层。另外此第二金属层11可由如下形成的多层金属层构成：在开口9a中及在经开口9a暴露的第一金属层7(较佳为先前所述的铜、镍或钛铜合金种子层72)上电镀镍层，适合厚度达到例如大于1微米，诸如介于2微米与30微米之间且较佳介于3微米与10微米之间；且接着在开口9a中及在开口9a中的电镀镍层上电镀或无电极电镀金层或钯层，适合厚度达到例如介于0.005微米与10微米之间且较佳介于0.05微米与1微米之间。

如图1h所示，移除光阻层9，接着如图1i所示，以第二金属层11作为一阻挡层或一屏障层，可凭借使用湿式化学蚀刻制程或反应性离子蚀刻(RIE)制程移除不在第二金属层11下方的第一金属层7。因此，第一金属层7及第二金属层11可在介电层3上形成图案化的金属线路层12。

接着说明以溅镀方式(或无电电镀方式)在基板1上形成金属线路层12，如图1j图所示，在第一金属层7上以溅镀方式(或无电电镀方式)形成第三金属层14，其中第三金属层14的材质包括铝、铜、银、金、钯、铂、铑、钌、铼或镍的单一层，此第三金属层14的厚度介于1微米至2微米之间或2微米至5微米之间。

如图1k所示，形成第三金属层14后，可凭借使用旋涂式涂覆制程或叠层制程在具有任何先前所述材料的第三金属层14上形成光阻层4，诸如正型光阻层或负型光阻层(较佳)。

如图1l所示，利用微影、曝光及显影制程使光阻层4图案化以在光阻层4中形成多个开口4a，从而暴露出第三金属层14。

接着如图1m所示，以光阻层4作为一阻挡层或一屏障层，可凭借使用干式蚀刻制程或反应性离子蚀刻(RIE)制程移除不在光阻层4下方的第三金属层14及第一金属层7。

如图1n所示，移除光阻层4，如此第一金属层7及第三金属层14可在介电层3上形成图案化的金属线路层12。

在介电层3上形成金属线路层12后(图1n或图1i)，接着如图1o所示，形成一介电层13在金属线路层12及介电层3上，此介电层13的材质可选自前述介电层3的材质其中之一或及其组合，而介电层13的厚度介于0.5微米至2微米之间、介于1微米至3微米之间、3微米至10微米之间或5微米至30微米之间。

如图1p所示，在此基板1另一表面的隔离层5上形成一开口5a。

如图1q所示，以非等向性湿式蚀刻制程在基板1上形成具有一倾斜侧壁的孔洞1a，并蚀刻至介电层3停止蚀刻，其中此非等向性湿式蚀刻制程系以强碱(alkali)或有机溶液类进行蚀刻程序，例如氢氧化钾(KOH)、四甲基氢氧化铵(Tetramethyammoniumhydroxide；TMAH)或乙二胺邻苯二酚(Ethylenedaminepyrocatochol；EDP)。

如图1r所示，以干式蚀刻制程或反应性离子蚀刻(RIE)制程将此孔洞1a底部的介电层3移除，以贯穿基板1的孔洞1a，其中此孔洞1a的顶端包括一宽度w1介于0.05毫米(mm)至1毫米之间、0.1毫米至3毫米之间、3毫米至20毫米之间，孔洞1a的顶端包括一宽度w2介于0.05毫米(mm)至1毫米之间、0.1毫米至3毫米之间、3毫米至20毫米之间，其中宽度w1大于宽度w2约1.5倍至2倍之间或2倍至5倍之间，另外孔洞1a包括一倾斜侧壁101及一倾斜侧壁102，其中倾斜侧壁102与基板1的底表面的夹角s1介于30度至60度之间、25度至50度之间、40度至70度之间或40度至50度之间，在此实施例较佳的角度约为45度，而倾斜侧壁101与基板1的底表面的夹角s2介于30度至60度之间、25度至50度之间或40度至70度之间，在此实施例较佳的角度约为50度至60度之间。

如图1s所示，接着在介电层13上形成开口13a，以曝露出金属线路层12。

接着说明本发明光学分光片的制程，此光学分光片的制程如图2a所示，提供一基板15，其中此基板15对应用的波长范围为一透光的光学元件，此基板15包括一单晶基板或玻璃基板，单晶基板例如为一硅单晶基板或一锗单晶基板。

如图2b所示，在此基板15的上表面及下表面分别形成相互平行一反射层19及一抗反射层17，形成方式例如是以蒸镀方式、溅镀方式、电镀方式或无电电方式，其中反射层19为一多层光学镀膜层且具有反射及过滤光信号的功能，例如是3层至10层之间或10层至30层之间，其材质例如包括一二氧化硅层、一氧化钛层、一钛层、一氧化钽层、一氧化铌层、一氟化镁层、一铬层及氧化铬层的组合层，此反射层的厚度介于500埃至0.5微米之间、0.1微米至1微米之间或0.5微米至2微米之间。而抗反射层17为一多层薄层，例如是3层至10层之间或10层至30层之间，其材质例如包括一氧化锌层、氧化锌-铝氧化物层(AZO)、氧化锌镓氧化物(GZO)、一氧化铟锡层(ITO)、一氧化锡层、一氧化锑锡氧化物层(ATO)、一磷掺杂氧化锡层(PTO)及一掺氟氧化锡层(FTO)的组合层或一聚合物层，此反射层的厚度介于500埃至0.5微米之间、0.1微米至1微米之间或0.5微米至2微米之间。

如图2c所示，可凭借使用旋涂式涂覆制程或叠层制程在具有任何先前所述材料的抗反射层17上形成光阻层21，诸如正型光阻层或负型光阻层(较佳)，并利用微影、曝光及显影制程使光阻层21图案化以在光阻层21中形成多个开口21a，从而暴露出抗反射层17。

如图2d所示，以非等向性湿式蚀刻制程在基板1上形成具有一倾斜侧壁的孔洞15a，并蚀刻至反射层19停止蚀刻，其中此非等向性湿式蚀刻制程系以强碱(alkali)或有机溶液类进行蚀刻程序，例如氢氧化钾(KOH)、四甲基氢氧化铵(Tetramethyammoniumhydroxide；TMAH)或乙二胺邻苯二酚(Ethylenedaminepyrocatochol；EDP)。

如图2e及图2f所示，以干式蚀刻制程或反应性离子蚀刻(RIE)制程将此孔洞15a底部的反射层19移除，形成多个光学分光片20，其中每一光学分光片20包括二侧壁151及152，侧壁151与光学分光片20的底表面的夹角s3介于30度至60度之间、25度至50度之间、40度至70度之间或50度至90度之间，在此实施例较佳的角度约为45度，而侧壁152与光学分光片20的底表面的夹角s4介于30度至60度之间、25度至50度之间、40度至70度之间或50度至90度之间，在此实施例较佳的角度约为50度至60度之间。另外此实施例光学分光片20的形状类似一梯形，但此光学分光片20也可以为一长方形、椭圆形、三角形、方形或多边形其中之一。

另外本实施例光学分光片20为一具有反射及过滤光信号的功能的镜片，例如为一分光滤波片，但此光学分光片20也可依使用者需求替换成一只有反射功能的分光片，此二者差异取决于反射层19的对于光信号的反射率及穿透率。

如图3a至图3c所示，将光学分光片20装设置基板1的孔洞1a中，其中装设光学分光片20时，将光学分光片20的反射层19延着孔洞1a的倾斜侧壁102滑入，使侧壁152与光学分光片20的底表面的夹角(s4)部分伸出孔洞1a，以及部分的反射层19曝露在孔洞1a外，且侧壁152抵住孔洞1a，并凭借一粘着剂22将反射层19粘着固定倾斜侧壁102上，其中光学分光片20的上表面及下表面几乎与侧壁152相互平行。

如图3d所示，在基板15上及光学分光片20上方设置一微透镜模块23，此微透镜模块23包括一支撑块231、一微透镜232，此支撑块231设置在基板1上且位于伸出孔洞1a的侧壁152侧边，而微透镜232的一部分系固定设置在支撑块231的上表面上，其中此微透镜232设置时会对准伸出孔洞1a的光学分光片20的反射层19，且位于支撑块231相对应的侧边具有一缺口233，此缺口233位于伸出孔洞1a的光学分光片20的反射层19的侧边，其中此微透镜232由高折射率材质制作，用以增加成象或聚焦品质，其材质包括由一硅晶片所制造形成的透镜、一单晶材质所制造形成的透镜或一玻璃材质所制造形成的透镜。

如图3e所示，将一发光装置25设置在基板15上并电性连接至开口13a曝露的金属线路层12，本实施例系利用共金结合(Eutecticbonding)251的连接方式将发光装置23电性连接至开口13a曝露的金属线路层12，此发光装置25包括一激光二极管(LaserDiode；LD)光二极管(Photodiode；PD)、或一发光体(Light-EmittingDiode；LED)，其中设置发光装置25时，将发光装置25的光源发射口对准透镜模块23的缺口233。另外发光装置25也可利用打线(wirebonding)方式连接至金属线路层12。

如图3f至图3h所示，基板1进行一切割程序，产生复数个光电微型晶片27。

如图4a所示，将每一光电微型晶片27分别设置在一电路基板32上，此电路基板32上设有一信号接收模块29，其中此电路基板32包括一基板321、复数电性连接引脚322及复数连接端321，其中连接端321分别电连接至连接引脚322，而信号接收模块29包括一光信号接收器290、一基板291及一支撑凸块292，其中光信号接收器290及支撑凸块292设置在基板291上，而光信号接收器290电性连接至电路基板32。每一光电微型晶片27设置在支撑凸块292上，通过粘合的方式使光电微型晶片27底表面粘合至支撑凸块292顶面。

如图4b所示，光电微型晶片27经由打线方式与此电路基板32的连接端321电性连接，其中此打线方式的金属线34的材质包括一金线或一铜线。

如图4c所示，设置一保护模块36在电路基板32及光电微型晶片27上，用以保护光电微型晶片27不受外界干扰及污染，其中此保护模块36包括一壳体361及一透光板362，此透光板362设置在壳体361的开口上，并对准透镜模块23，如此完成本发明的光电微型模块封装。

如图5所示，一光纤38设置在光电微型模块上方，此光纤38的类型，例如单模光纤、多模光纤或塑胶光纤，光纤38发射出一光信号L1，此光信号L1同时包括λ1,λ2二波长的光波信号，其中λ1为上传光波信号，例如是1310nm，而λ2为下载光波信号，例如是1550nm，其中，λ1与λ2可以是不同的，也可以是相同的波长。此光信号L1穿通过透光板362并经由微透镜232聚光，使光信号L1传送至光学分光片20的反射层19上，其中此反射层19会将光信号L1中的光波信号λ1予以反射，而光信号L1中的光波信号λ2会穿透至抗反射层17，并经由抗反射层17折射，将光信号λ2传送至光信号接收器290接收并转换成一下载电信号。而发光装置25接收一上传电信号后会发射出一光信号L2，此光信号L2包括一光波信号λ1，此光信号L2穿过缺口233传送至反射层19上，其中此反射层19会将光信号L2中的光波信号λ1全反射且90度的导向上方，穿过微透镜232及透光板362由光纤38接收。

第二实施例

第二实施例与第一实施例相似，如图6所示，差异处在于第一实施例的光信号接收器290与发光装置25的位置互相交换，而且光学分光片20的反射层19也与第一实施例具有不同反射率及穿透率，本实施例由光纤38发射出一光信号L1，此光信号L1同时包括与第一实施例相同的λ1,λ2二波长的光波信号，此光信号L1穿通过透光板362并经由微透镜232聚光，使光信号L1传送至光学分光片20的反射层19上，其中此反射层19会将光信号L1中的光波信号λ2予以反射而传送至光信号接收器290接收并转换成一下载电信号，而光信号L1中的光波信号λ1会穿透光学分光片20。而发光装置25接收一上传电信号后会发射出一光信号L2，此光信号L2包括一光波信号λ1，此光信号L2传送至光学分光片20的抗反射层17并经由折射导向上方，穿过微透镜232及透光板362由光纤38接收。

第三实施例

第三实施例与第一实施例相似，如图7所示，差异处在于第一实施例的光信号接收器290换成另一发光装置42，且光学分光片20的反射层19也与第一实施例具有不同反射率及穿透率，此实施例为一光信号接收器40设置在光电微型模块上方，此光信号接收器40包括一红外线感测器、紫外线感测器、色彩感测器、光纤感测器、电荷耦合(CCD)光学感测器或互补性氧化金属半导体(CMOS)光学感测器。本实施例的发光装置42接收一第一电信号后会发射出一光信号L1穿过缺口233传送至反射层19上，此反射层19会将光信号L1全反射且90度的导向上方，穿过微透镜232及透光板362由光纤38接收。而发光装置25接收一第二电信号后会发射出一光信号L2，此光信号L2传送至光学分光片20的抗反射层17并经由折射导向上方，穿过微透镜232及透光板362由光纤38接收。

第四实施例

第四实施例与第一实施例相似，如图8所示，差异处在于第一实施例的发光装置25换成一光信号接收器46，且光学分光片20的反射层19也与第一实施例具有不同反射率及穿透率，此实施例为可发出光信号的一光源44位于光电微型模块上方，此光源44包括上述第一实施例的发光装置25或一外界环境的光源(例如日光、日光灯)，本实施例由光源44发射出一光信号L1，此光信号L1同时包括λ1,λ2二波长的光波信号，光信号L1穿通过透光板362并经由微透镜232聚光，使光信号L1传送至光学分光片20的反射层19上，其中此反射层19会将光信号L1中的光波信号λ2予以反射而传送至光信号接收器46接收并转换成一第一电信号，而光信号L1中的光波信号λ1会穿透至抗反射层17，并经由抗反射层17折射，将光信号λ1传送至光信号接收器290接收并转换成一第二电信号。

本发明凭借半导体晶圆级制程生产光电微型模块，并且将光电微型模块的体积大幅的缩小，进而大幅降低制造成本。另外凭借半导体晶圆级精密的封装方式，大幅提高操作温度的范围及信号传输的稳定性，例如是-40℃至+100℃。

尽管已展示及描述了本新型的实施例，但对于一般熟习此项技术者而言，可理解，在不脱离本新型的原理及精神的情况下可对此等实施例进行变化。本新型的适用范围由所附申请专利范围及其等同物限定。本新型的权利保护范围，应如所主张的申请专利范围所界定为准。应注意，措词“包括”不排除其他元件，措词“一”不排除多个。

除非另外说明，否则本说明书中(包括申请专利范围中)所阐述的所有量度、值、等级、位置、量值、尺寸及其他规格为近似而非精确的。上述者意欲具有与其相关功能且与其所属技术中惯用者相符的合理范围。

Claims (30)

1.一种光电微型模块，其特征在于，包括：

一单晶基板，包括相互平行的一第一表面及一第二表面，一穿孔从该第一表面贯穿该硅基板至该第二表面；以及

一分光片，设置在该穿孔之中，该分光片的一部分凸出该穿孔。

2.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该穿孔包括一倾斜侧壁，其与该第一表面形成一夹角。

3.根据权利要求2所述的光电微型模块，其特征在于：该夹角为45度。

4.根据权利要求2所述的光电微型模块，其特征在于：该夹角介于30度至60度之间。

5.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该单晶基板包括一硅单晶基板。

6.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该分光片包括一透明基板。

7.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该分光片包括一硅单晶基板。

8.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：凸出该穿孔的该分光片的一表面设有一光学反射层。。

9.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：凸出该穿孔的该分光片的一表面设有一光学镀膜层。

10.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该分光片的一侧面倾角与该穿孔的内侧壁倾角相同。

11.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：还包括一发光装置设置在该单晶基板上，该发光装置能够发射一光信号至该分光片。

12.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：还包括一光信号接收器设置在该单晶基板上，该信号接收器能够接收来自该分光片的一光信号。

13.根据权利要求11所述的光电微型模块，其特征在于：还设有一金属线路层，其在该单晶基板上并与该发光装置电性连接。

14.根据权利要求11所述的光电微型模块，其特征在于：该发光装置包括一激光二极管。

15.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：适于接收由一光纤传送的一光信号至该分光片上，该分光片可供该光信号的一第一波长信号穿透而反射该光信号的一第二波长信号。

16.根据权利要求15所述的光电微型模块，其特征在于：还包括一信号接收器，其接收该第一波长信号。

17.根据权利要求15所述的光电微型模块，其特征在于：还包括一接收该第一波长信号的第一信号接收器及一接收该第二波长信号的第二信号接收器。

18.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该分光片包括相互平行的一第三表面与一第四表面，该第三表面上设有一反射层，而第四表面上设有一抗反射层。

19.根据权利要求1所述的光电微型模块，其特征在于：该分光片适于光耦合一光信号，在该分光片光耦合该光信号的一光学路径还设有一透镜模块。

20.根据权利要求19所述的光电微型模块，其特征在于，该透镜模块包含一设在该单晶基板的第一表面的支撑块以及一设置在该支撑块上的透镜，该光信号经由该透镜成像或聚焦。

21.根据权利要求20所述的光电微型模块，其特征在于：该透镜包括一硅晶片。

22.一种光电微型模块制造方法，其特征在于，包括：

提供一单晶基板；

形成一贯穿该单晶基板的孔洞；以及

提供一分光片，其设置在该孔洞内，并使该分光片的一部分凸出于该孔洞。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：该单晶基板包括一硅单晶基板。

24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：在该单晶基板上形成该孔洞，包括使用一非等向性蚀刻方法形成该孔洞。

25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：该孔洞的一内壁与该单晶基板的一上表面形成一夹角。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于：该夹角为45度。

27.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：该分光片包括一透明基板。

28.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：还包括在该单晶基板上设置一发光装置，该发光装置能够发射一光信号至该分光片。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：还包括在该单晶基板上形成一金属线路层，并使该金属线路层与该发光装置电性连接。

30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：该发光装置包括一激光二极管。