CN106571871A - 一种光通信模块，及载板 - Google Patents

Abstract

一种光通信模块，及载板，以光通信模块的实现为例，包括：光芯片、电芯片、载板，以及导线；其特征在于，所述载板包含波导，光信号能够通过所述波导穿过所述载板；所述波导为采用对所述载板进行掺杂得到的波导；所述光芯片与所述电芯片位于所述载板的同一侧，所述导线贴于所述载板之上，所述光芯片的电极通过所述导线连接到所述光芯片的电极；所述光芯片正面朝向所述波导倒向放置于所述载板之上；所述光芯片正面为所述光芯片包含光器件的部分。光芯片的电极可以通过位于载板的导线与电芯片互连，光芯片与电芯片的距离近，并且不需要额外的导线，可以减少光芯片和电芯片互连损耗过大的问题；因此，提供小型化的光通信模块，并且提高信号质量。

Description

一种光通信模块，及载板

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种光通信模块，及载板。

背景技术

在通信技术领域，随着数据处理需求的不断增长，未来数据中心将更多地引入光互连系统来提升机柜间、板间、片间乃至片上的通信带宽。光收发模块是光互连系统的不可缺少的关键模块。超小尺寸并且高度集成的光收发模块更适应于光互连系统巨大的带宽需求。

近年来，随着半导体技术的发展，基于半导体材料的光芯片不断取得技术突破，以硅基电光调制器为例，目前实验报道的单个芯片的单通道速率已经达到50Gbps以上。然而若应用到实际系统中，高速的光芯片需要高速的电芯片作为驱动，光芯片和电芯片的集成方案将直接影响光收发模块的尺寸和性能指标。

如图1是一种光收发模块的结构示意图，示意了光芯片和电芯片集成结构。光芯片101正面(光芯片正面是指包含光器件107的部分)朝上放置于载板106上，光芯片101和电芯片102间连线采用线焊(wire bonding)的方式。Wire bonding技术从光芯片101的电极103将金属线105焊接(bonding)到电芯片102的电极103或者载板106上面的电极103(图1所示为焊接到载板103上面的电极103)。以上集成结构，通过焊线结构可以实现光芯片和电芯片的互连。光芯片正面朝上，光芯片可以采用光栅耦合或者侧边耦合的方式与外界的光传输介质(如光纤)相连接。

但是，以上图1所示的连接结构，光芯片和电芯片之间需要采用较长金属线连接，导致传输高速电信号时的衰减大，导致信号质量差。另外，在设备中存在很多互连通道时，金属线将会密集排布而出现线间串扰，也会导致信号质量差。

发明内容

本发明实施例提供了一种光通信模块、载板，及制造方法，用于提供小型化的光通信模块，并且提高信号质量。

一方面，针对光芯片和电芯片集成方案中光芯片和电芯片互连损耗过大的问题，本申请的实施例提供一种光通信模块，包括：光芯片、电芯片、载板，以及导线；所述载板包含波导，光信号能够通过所述波导穿过所述载板；所述波导为采用对所述载板进行掺杂得到的波导；波导是用于导光的通道，光信号从波导的一端进入，则会从另一端传出；采用掺杂的方式获得波导，可以解决由于开设通孔导致制造成本较高的问题，而且通过掺杂可以方便控制通过光导的光信号的波长；

所述光芯片与所述电芯片位于所述载板的同一侧，所述导线贴于所述载板之上，所述光芯片的电极通过所述导线连接到所述光芯片的电极；

所述光芯片正面朝向所述波导倒向放置于所述载板之上；所述光芯片正面为所述光芯片包含光器件的部分。

在一个可能的设计中，为了提供成本较低并且适应于掺杂的工艺，所述载板为玻璃载板。

在一个可能的设计中，还提供了光芯片与波导之间进行光互联的方案，所述光芯片正面朝向所述波导包括：所述光芯片的光栅朝向所述波导。

在一个可能的设计中，采用光栅的方案如果波导与光栅垂直，光信号的耦合效率会较低，为了提高光信号的耦合效率，所述波导具有倾斜角，所述倾斜角与所述光栅最大光透过入射角匹配。

在一个可能的设计中，还提供了改善单模光光耦合的工艺容忍度，提高光芯片和波导之间的耦合容差的方案，所述波导为折射率渐变的光学通道，所述波导从中心到载板方向折射率越来越小。

在一个可能的设计中，受制造工艺限制光芯片和波导之间可能不能完全贴合，那么光信号在光芯片和波导之间的空气内传播会发生损耗，为了减少这部分损耗，所述光芯片正面与所述波导之间还设置有导光结构；所述导光结构紧贴所述波导以及所述光芯片正面。

在一个可能的设计中，为了方便的对接外部的光传输介质(例如光纤)，所述波导与所述光芯片反方向的一侧设置有用于改变光信号的模场或者传输方向的透镜。

二方面，本申请的实施例提供一种载板，包括：导线，导线的一端设置有用于连接电芯片的电极，另一端设置有用于连接光芯片的电极，

所述载板包含波导，光信号能够通过所述波导穿过所述载板；所述波导为采用对所述载板进行掺杂得到的波导；波导是用于导光的通道，光信号从波导的一端进入，则会从另一端传出；采用掺杂的方式获得波导，可以解决由于开设通孔导致制造成本较高的问题，而且通过掺杂可以方便控制通过光导的光信号的波长；

若所述光芯片倒向放置于所述载板之上，所述光芯片正面会朝向所述波导；所述光芯片正面为所述光芯片包含光器件的部分。

在一个可能的设计中，为了提供成本较低并且适应于掺杂的工艺，所述载板为玻璃载板。

在一个可能的设计中，若光芯片采用光栅的方案，如果波导与光栅垂直，光信号的耦合效率会较低，为了提高光信号的耦合效率，所述波导具有倾斜角，所述倾斜角与将要设置于所述载板的光芯片的光栅最大光透过入射角匹配。

在一个可能的设计中，还提供了改善单模光光耦合的工艺容忍度，提高光芯片和波导之间的耦合容差的方案，所述波导为折射率渐变的光学通道，所述波导从中心到载板方向折射率越来越小。

在一个可能的设计中，为了方便的对接外部的光传输介质(例如光纤)，所述波导与所述光芯片反方向的一侧设置有用于改变光信号的模场或者传输方向的透镜。

三方面，本申请的实施例提供一种光通信模块的制造方法，包括：

获得光芯片、电芯片、载板，以及导线；

对所述载板进行掺杂得到波导，光信号能够通过所述波导穿过所述载板；波导是用于导光的通道，光信号从波导的一端进入，则会从另一端传出；采用掺杂的方式获得波导，可以解决由于开设通孔导致制造成本较高的问题，而且通过掺杂可以方便控制通过光导的光信号的波长。

将所述光芯片与所述电芯片设置于所述载板的同一侧，将所述导线贴于所述载板之上，使用所述导线连接所述光芯片的电极和所述光芯片的电极；

将所述光芯片正面朝向所述波导倒向放置于所述载板之上；所述光芯片正面为所述光芯片包含光器件的部分。

在一个可能的设计中，所述将所述导线贴于所述载板之上，使用所述导线连接所述光芯片的电极和所述光芯片的电极包括：

在所述载板表面沉积一层金属，在金属表面涂光刻胶，曝光后对金属刻蚀得到所述导线；

在所述导线上制作两个电极，将光芯片的电极和电芯片的电极分别焊接到所述导线的两个电极。

该流程，导线采用金属结构可以紧贴于载板上，而且制造工艺简单精度高。电芯片和光芯片的安装也较为方便。

在一个可能的设计中，为了提高光芯片和波导之间的耦合容差，改善单模光光耦合的工艺容忍度，所述对所述载板进行掺杂得到波导包括：

对所述载板采用多孔径图形不同程度的掺杂，使所述波导形成折射率渐变的光学通道，所述波导从中心到载板方向折射率越来越小；

或者，对所述载板采用多孔径图形不同程度的掺杂，并且在掺杂之后通过慢速退火形成缓慢扩散的方式，使所述波导形成折射率渐变的光学通道，所述波导从中心到载板方向折射率越来越小。

在一个可能的设计中，基于采用光栅的结构，为了进一步提高光信号的耦合效率，所述将所述光芯片正面朝向所述波导包括：将所述光芯片的光栅朝向所述波导；

所述载板包含波导包括：在所述载板制作具有倾斜角的波导，所述倾斜角与所述光栅最大光透过入射角匹配。

四方面，本申请的实施例提供一种载板的制造方法，包括：

获得载板，对所述载板进行掺杂得到所述波导；

在所述载板表面沉积一层金属，在金属表面涂光刻胶，曝光后对金属刻蚀得到导线；

在所述导线上制作两个电极，所述两个电极分别用于连接光芯片的电极和电芯片的电极；若所述光芯片倒向放置于所述载板之上，所述光芯片正面会朝向所述波导，光信号能够通过所述波导穿过所述载板投射向所述光芯片包含光器件的部分。

该流程，导线采用金属结构可以紧贴于载板上，而且制造工艺简单精度高。电芯片和光芯片的安装也较为方便。

在一个可能的设计中，为了提高光芯片和波导之间的耦合容差，改善单模光光耦合的工艺容忍度，所述对所述载板进行掺杂得到所述波导包括：

对所述载板采用多孔径图形不同程度的掺杂，使所述波导形成折射率渐变的光学通道，所述波导从中心到载板方向折射率越来越小；

或者，对所述载板采用多孔径图形不同程度的掺杂，并且在掺杂之后通过慢速退火形成缓慢扩散的方式，使所述波导形成折射率渐变的光学通道，所述波导从中心到载板方向折射率越来越小。

在一个可能的设计中，基于采用光栅的结构，为了进一步提高光信号的耦合效率，所述光芯片正面会朝向所述波导包括：所述光芯片的光栅朝向所述波导；

所述对所述载板进行掺杂得到所述波导包括：在所述载板掺杂得到具有倾斜角的波导，所述倾斜角与所述光栅最大光透过入射角匹配。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：光芯片倒向放置于载板上，采用对载板掺杂方式获得光导，光芯片通过载板上的波导与光通信模块外部实现特定波长的光信号通信；光芯片的电极可以通过位于载板的导线与电芯片互连，光芯片与电芯片的距离近，并且不需要额外的导线，可以减少光芯片和电芯片互连损耗过大的问题；因此，提供小型化的光通信模块，并且提高信号质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术光收发模块结构示意图；

图2为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图3为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图4A为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图4B为本发明实施例波导折射率示意图；

图5为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图6为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图7A为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图7B为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图8A为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图8B为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图8C为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图8D为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图8E为本发明实施例光通信模块结构示意图；

图9为本发明实施例方法流程示意图；

图10为本发明实施例方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例主要针对光芯片和电芯片集成方案中光芯片和电芯片互连损耗过大的问题。图1所示的互连方案光芯片采用正向放置在载板，正向放置的主要原因在于：由于光芯片中的光器件位于光芯片顶层，若采用倒向放置，光器件以及与外界耦合接口会紧贴载板，这样与外界光传输介质无论是光栅耦合还是侧向耦合都难以实现。本发明实施例提出基于以二氧化硅(silica)为主要成分的玻璃载板，通过在silica中掺杂形成波导，光芯片可以采用光栅耦合经波导传播的外界光信号。由于光芯片倒置，因此光芯片电极可以直接与载板电极相连，通过载板的导线与电芯片的电极连接实现互连，因此可以省去图1所示的金属线，降低光传输损耗。载板有时候也称为基板或者衬底，其通常作为器件和布线的载体使用。

本发明实施例提供了一种光通信模块，如图2所示，包括：光芯片201、电芯片202、载板203，以及导线205；上述载板203包含波导204，光信号能够通过上述波导204穿过上述载板203；

上述光芯片201与上述电芯片202位于上述载板203的同一侧，上述导线205贴于上述载板203之上，上述光芯片201的电极206通过上述导线205连接到上述光芯片201的电极206；

上述光芯片201正面朝向上述波导204倒向放置于上述载板203之上；上述光芯片201正面为上述光芯片201包含光器件207的部分。

本实施例中，波导204是用于导光的通道，光信号从波导204的一端进入，则会从另一端传出。波导204可以是在载板203上开设通孔后填入的导光材料获得的，也可以是通过其他工艺不开设通孔的方式获得的。本实施例对是否开设通孔的实现方式不作唯一性限定。载板203的功能是承载芯片，可以使用集成电路板，可以采用绝缘材料的板或者半导体材料的板，载板203的具体材料本发明实施例也不作唯一性限定。

本实施例，光芯片倒向放置于载板上，采用对载板掺杂方式获得光导，光芯片通过载板上的波导与光通信模块外部实现特定波长的光信号通信；光芯片的电极可以通过位于载板的导线与电芯片互连，光芯片与电芯片的距离近，并且不需要额外的导线，可以减少光芯片和电芯片互连损耗过大的问题；因此，提供小型化的光通信模块，并且提高信号质量。另外，由于光芯片倒置，可以在光芯片的外侧设置散热结构，利于光通信模块散热。

由于开设通孔制造成本较高，本发明实施例提供了如下解决方案：上述波导204为采用对上述载板203进行掺杂得到的波导204。

能够通过掺杂得到波导204，对应载板203的材料有一定的需求，例如不透光的集成电路板通常是不行的，具有能够掺杂改变导光特性的材料均可以作为候选，通常来说载板203是具有透光特性的材料，具体采用何种材料的载板203本发明实施例不作唯一性限定。

作为一个优选的举例，上述载板203为玻璃载板203。

玻璃可以是以二氧化硅(silica)为主要成分，还可以包含其他成分；在本发明实施例中，掺杂的具体成分依据需要传输的光信号的波长确定，本实施例不作唯一性限定。玻璃作为一个较为常见和成本相对较低的材料，在本实施例中可以作为一个优选实现方案的举例，但是需要说明的是，玻璃的成分并不一定是以silica为主要成分，掺杂获得波导的技术实现可以基于其他具有透光特性的材料，玻璃不应理解为对本发明实施例的唯一性限定。本实施例，在解决光芯片201倒置的同时，使用二氧化硅(silica)载板203不需要刻蚀通孔，降低工艺难度和成本；silica相对于硅(silicon)而言，电互连损耗更小，在未来高速互连技术应用上，具有更显著的优势。

作为一个应用举例，光芯片201的光器件可以是光信号的输入输出接口，本实施例可以采用光栅207来实现，具体如下：上述光芯片201正面朝向上述波导204包括：上述光芯片201的光栅207朝向上述波导204。

光栅207(grating)是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件。一般常用的光栅207是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一狭缝。精制的光栅207，在1cm宽度内刻有几千条乃至上万条刻痕。这种利用透射光衍射的光栅207称为透射光栅207，本实施例采用的可以是这种透射光栅207。在图2中光器件与光栅207为同一结构示意。

在图2所示的光电集成方案的具体结构中包含了：光芯片201、电芯片202、silica载板203，以及电互连线(导线205)几个部分。

其中光芯片201可以包含光器件层，电极206，以及光栅207耦合接口。光器件层是实现光收发功能的核心部分，通常包括调制器或者探测器等；电极206是与电芯片202集成的接口，用于将外界待调制的电信号输入或者将探测器得到的电信号返回给电芯片202；光栅207作为耦合接口是与外界光传输介质的接口，用于将调制器调制后的光信号耦合到光传输介质或者将光传输介质中的光信号耦合到光芯片201中。

电芯片202主要起驱动作用，可以是调制器的驱动或者是探测器的驱动。

silica载板203一方面用于作为互连布线载体，载板203表面可以有电极206从而与光芯片201和/或电芯片202的电极206相连接。另一方面在其中做了掺杂，并形成波导204，作为光芯片201与外界光传输介质的导光通道。

外界光传输介质可以传输光信号通过波导204与光栅207之间实现光信号传递。

电互连线用于传输电信号。

本发明实施例，通过采用将光芯片201倒置的方式，使光芯片201的电极206与载板203电极206并不需要wire bonding，直接采用倒装芯片(flip-chip)即可以实现光芯片201与电芯片202之间的互连。由于silica载板203良好的互连特性，互连线的衰减很小，而且flip-chip工艺的衰减要比wire bonding技术的衰减小的多，因此本发明能够实现更好的光芯片201和电芯片202互连。同时，通过在silica基底中采用掺杂形成波导204的方式，也保证了光芯片201中的光能够导入到外界光传输介质中。

基于采用光栅207的结构，本实施例为了进一步提高光信号的耦合效率，提供了如下解决方案，如图3所示：上述波导204具有倾斜角，上述倾斜角与上述光栅207最大光透过入射角匹配。

本实施例，可以改善光芯片201与silica载板203波导204的耦合效率。通过控制掺杂离子注入的倾斜角与光芯片201光栅207最大光透过入射角匹配，从而形成具有一定倾斜角的波导204，可以提高光芯片201与silica载板203波导204的耦合效率。

为了提高光芯片201和波导204之间的耦合容差，改善单模光光耦合的工艺容忍度，本实施例提供了如下解决方案：如图4A所示，上述波导204为折射率渐变的光学通道，上述波导204从中心到载板203方向折射率越来越小。

请参阅图4B所示，其中d1和d2分别代表掺杂定义图形的不同孔径，n为折射率，d2对应图4A中孔径较大的波导204，d1对应图4A中孔径较小的波导204。本实施例将波导204设计成折射率渐变的光学通道，其中d1和d2分别代表掺杂定义图形的不同孔径；具体的实施方式，可以采用多孔径图形不同程度的掺杂水平定义光通道的折射率，还可以在掺杂之后通过慢速退火以形成缓变扩散的方式形成折射率缓变的光学通道。

受制造工艺限制光芯片201和波导204之间可能不能完全贴合，那么光信号在光芯片201和波导204之间的空气内传播会发生损耗，为了减少这部分损耗本发明实施例提供了如下解决方案，如图5所示：上述光芯片201正面与上述波导204之间还设置有导光结构208；

上述导光结构208紧贴上述波导204以及上述光芯片201正面。

导光结构208更具体地可以是：通过在silica载板203中波导204上表面和光芯片201光栅207中间添加折射率匹配液或者光学灌封胶形成的导光结构208。该导光结构208能够减小从光芯片201的光栅207中输出的光在空气中的传播损耗，从而增大silica中波导204结构域外界光传输介质的耦合效率。

为了方便的对接外部的光传输介质(例如光纤)，本发明实施例还提供了如下解决方案：如图6所示，上述波导204与上述光芯片201反方向的一侧设置有用于改变光信号的模场或者传输方向的透镜209。

在图6所示的结构中，透镜209改变传输方案90°，那么光纤可以平行于载板203连接到光通信模块，这种结构有利于光通信模块紧密排布。

图7A是本发明实施例提供的光通信模块的俯视图。可以根据需要配置光芯片201和电芯片202的数量，从而实现多个光通信模块的集成。图7B是本发明实施例提供的光通信模块的仰视图，silica通过不同掺杂剂和不同掺杂浓度的掺杂可以实现不同的折射率，因此通过控制掺杂剂及其掺杂浓度即可实现高掺杂的导光通道，即形成导波导204结构。

基于前面对光通信模块的介绍，载板203作为其重要的组成部件，本发明实施例还提供了一种载板203，如图2所示，包括：导线205，导线205的一端设置有用于连接电芯片202的电极206，另一端设置有用于连接光芯片201的电极206；

上述载板203包含波导204，光信号能够通过上述波导204穿过上述载板203；

若上述光芯片201倒向放置于上述载板203之上，上述光芯片201正面会朝向上述波导204；上述光芯片201正面为上述光芯片201包含光器件的部分。

本实施例，光芯片可以倒向放置于载板上，光芯片通过载板上的波导与光通信模块外部实现光信号通信；光芯片的电极可以通过位于载板的导线与电芯片互连，光芯片与电芯片的距离近，并且不需要额外的导线，可以减少光芯片和电芯片互连损耗过大的问题；因此，提供小型化的光通信模块，并且提高信号质量。

由于开设通孔制造成本较高，本发明实施例提供了如下解决方案：上述波导204为采用对上述载板203进行掺杂得到的波导204。能够通过掺杂得到波导204，对应载板203的材料有一定的需求，例如不透光的集成电路板通常是不行的，具有能够掺杂改变导光特性的材料均可以作为候选，具体采用何种材料的载板203本发明实施例不作唯一性限定。

作为一个优选的举例，上述载板203为玻璃载板203。

作为一个应用举例，光芯片201的光器件可以是光信号的输入输出接口，基于采用光栅207的结构，本实施例为了进一步提高光信号的耦合效率，提供了如下解决方案，如图3所示：上述波导204具有倾斜角，上述倾斜角与将要设置于上述载板203的光芯片201的光栅207最大光透过入射角匹配。

为了提高光芯片201和波导204之间的耦合容差，改善单模光光耦合的工艺容忍度，本实施例提供了如下解决方案：如图4A所示，上述波导204为折射率渐变的光学通道，上述波导204从中心到载板203方向折射率越来越小。

为了方便的对接外部的光传输介质(例如光纤)，本发明实施例还提供了如下解决方案：如图6所示，上述波导204与上述光芯片201反方向的一侧设置有用于改变光信号的模场或者传输方向的透镜209。

在图6所示的结构中，透镜209改变传输方案90°，那么光纤可以平行于载板203连接到光通信模块，这种结构有利于光通信模块紧密排布。

图8A～图8E所示为本发明实施例提供的光通信模块的制作工艺流程，可以一并参考图2、图3、图4A、图5、图6、图7A以及图7B：

图8A是载板203原始示意图；载板203也称为基板；在图8A中基板为玻璃(glass)载板203；

图8B是对玻璃(glass)载板203进行掺杂，形成波导204结构的示意图；

图8C是在玻璃载板203表面沉积一层金属205的示意图；

图8D是在金属表面涂光刻胶210，曝光后对金属205刻蚀形成互连线结构，即作为连接电芯片202和光芯片201之间的导线205使用的结构；

图8E是在互连线(导线205)上制作电极206的示意图；

图2是通过Flip-chip将光芯片201和电芯片202进行焊接后的示意图，实现了光芯片201和电芯片202互连。

通过以上工艺流程，可以实现本发明实施例提供的光电集成方案的光通信模块的结构，光芯片201通过玻璃载板203内的波导204与外界光传输介质相连。另外，在该光通信模块的上表面可以添加导热结构改善光通信模块的散热；这一便利特性图1所示的光通信模块也是不具备的。

本发明实施例可以主要针对1310nm～1550nm光通信波段的光互连应用，其中光芯片除了可以采用硅基光芯片外，也适用于基于其他半导体材料如III-IV族材料的光芯片。另外，本发明所涉及的光芯片耦合接口方式除了光栅耦合外也适用于其他垂直耦合的结构。

基于以上对光通信模块的结构的详细说明，本发明实施例还提供了一种光通信模块的制造方法，如图9所示，包括：

901：获得光芯片、电芯片、载板，以及导线；对上述载板进行掺杂得到波导，光信号能够通过上述波导穿过上述载板；

902：将上述光芯片与上述电芯片设置于上述载板的同一侧，将上述导线贴于上述载板之上，使用上述导线连接上述光芯片的电极和上述光芯片的电极；

903：将上述光芯片正面朝向上述波导倒向放置于上述载板之上；上述光芯片正面为上述光芯片包含光器件的部分。

以上902和903并不具有必然的先后执行顺序，例如：先放置光芯片和电芯片，然后再连接也是可以的；因此，以上编号不应理解为对本发明实施例的限定。

本实施例，光芯片倒向放置于载板上，采用对载板掺杂方式获得光导，光芯片通过载板上的波导与光通信模块外部实现特定波长的光信号通信；光芯片的电极可以通过位于载板的导线与电芯片互连，光芯片与电芯片的距离近，并且不需要额外的导线，可以减少光芯片和电芯片互连损耗过大的问题；因此，提供小型化的光通信模块，并且提高信号质量。另外，由于光芯片倒置，可以在光芯片的外侧设置散热结构，利于光通信模块散热。

采用掺杂的方式获得波导，可以解决由于开设通孔导致制造成本较高的问题，而且通过掺杂可以方便控制通过光导的光信号的波长。

本发明实施例还提供了载板的具体制造流程如下：上述将上述导线贴于上述载板之上，使用上述导线连接上述光芯片的电极和上述光芯片的电极包括：

在上述载板表面沉积一层金属，在金属表面涂光刻胶，曝光后对金属刻蚀得到上述导线；

在上述导线上制作两个电极，将光芯片的电极和电芯片的电极分别焊接到上述导线的两个电极。

该流程，导线采用金属结构可以紧贴于载板上，而且制造工艺简单精度高。电芯片和光芯片的安装也较为方便。

为了提高光芯片和波导之间的耦合容差，改善单模光光耦合的工艺容忍度，本实施例提供了如下解决方案：如图4A所示，上述对上述载板进行掺杂得到上述波导包括：

对上述载板采用多孔径图形不同程度的掺杂，使上述波导形成折射率渐变的光学通道，上述波导从中心到载板方向折射率越来越小；

或者，对上述载板采用多孔径图形不同程度的掺杂，并且在掺杂之后通过慢速退火形成缓慢扩散的方式，使上述波导形成折射率渐变的光学通道，上述波导从中心到载板方向折射率越来越小。

基于采用光栅的结构，本实施例为了进一步提高光信号的耦合效率，提供了如下解决方案，如图3所示：上述将上述光芯片正面朝向上述波导包括：将上述光芯片的光栅朝向上述波导；

上述载板包含波导包括：在上述载板制作具有倾斜角的波导，上述倾斜角与上述光栅最大光透过入射角匹配。

基于以上对光通信模块的结构的详细说明，载板作为其重要的组成部分，本发明实施例还提供了一种载板的制造方法，如图10所示，包括：

1001：获得载板，对上述载板进行掺杂得到上述波导；

1002：在上述载板表面沉积一层金属，在金属表面涂光刻胶，曝光后对金属刻蚀得到导线；

1003：在上述导线上制作两个电极，上述两个电极分别用于连接光芯片的电极和电芯片的电极；若上述光芯片倒向放置于上述载板之上，上述光芯片正面会朝向上述波导，光信号能够通过上述波导穿过上述载板投射向上述光芯片包含光器件的部分。

本实施例，通过掺杂的方式获得波导，不需要开设通孔，降低了工艺难度和生产成本。另外，光芯片可以倒向放置于载板上，光芯片通过载板上的波导与光通信模块外部实现特定波长的光信号通信；光芯片的电极可以通过位于载板的导线与电芯片互连，光芯片与电芯片的距离近，并且不需要额外的导线，可以减少光芯片和电芯片互连损耗过大的问题；因此，提供小型化的光通信模块，并且提高信号质量。

为了提高光芯片和波导之间的耦合容差，改善单模光光耦合的工艺容忍度，本实施例提供了如下解决方案：如图4A所示，上述对上述载板进行掺杂得到上述波导包括：

对上述载板采用多孔径图形不同程度的掺杂，使上述波导形成折射率渐变的光学通道，上述波导从中心到载板方向折射率越来越小；

或者，对上述载板采用多孔径图形不同程度的掺杂，并且在掺杂之后通过慢速退火形成缓慢扩散的方式，使上述波导形成折射率渐变的光学通道，上述波导从中心到载板方向折射率越来越小。

基于采用光栅的结构，本实施例为了进一步提高光信号的耦合效率，提供了如下解决方案，如图3所示：上述光芯片正面会朝向上述波导包括：上述光芯片的光栅朝向上述波导；

上述对上述载板进行掺杂得到上述波导包括：在上述载板掺杂得到具有倾斜角的波导，上述倾斜角与上述光栅最大光透过入射角匹配。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种光通信模块，包括：光芯片、电芯片、载板，以及导线；其特征在于，所述载板包含波导，光信号能够通过所述波导穿过所述载板；所述波导为采用对所述载板进行掺杂得到的波导；

所述光芯片与所述电芯片位于所述载板的同一侧，所述导线贴于所述载板之上，所述光芯片的电极通过所述导线连接到所述光芯片的电极；

所述光芯片正面朝向所述波导倒向放置于所述载板之上；所述光芯片正面为所述光芯片包含光器件的部分。

2.根据权利要求1所述光通信模块，其特征在于，所述载板为玻璃载板。

3.根据权利要求1所述光通信模块，其特征在于，所述光芯片正面朝向所述波导包括：所述光芯片的光栅朝向所述波导。

4.根据权利要求3所述光通信模块，其特征在于，

所述波导具有倾斜角，所述倾斜角与所述光栅最大光透过入射角匹配。

5.根据权利要求1所述光通信模块，其特征在于，所述波导为折射率渐变的光学通道，所述波导从中心到载板方向折射率越来越小。

6.根据权利要求1至5任意一项所述光通信模块，其特征在于，所述光芯片正面与所述波导之间还设置有导光结构；

所述导光结构紧贴所述波导以及所述光芯片正面。

7.根据权利要求1至5任意一项所述光通信模块，其特征在于，所述波导与所述光芯片反方向的一侧设置有用于改变光信号的模场或者传输方向的透镜。

8.一种载板，包括：导线，导线的一端设置有用于连接电芯片的电极，另一端设置有用于连接光芯片的电极，其特征在于，

所述载板包含波导，光信号能够通过所述波导穿过所述载板；所述波导为采用对所述载板进行掺杂得到的波导；

若所述光芯片倒向放置于所述载板之上，所述光芯片正面会朝向所述波导；所述光芯片正面为所述光芯片包含光器件的部分。

9.根据权利要求8所述载板，其特征在于，所述载板为玻璃载板。

10.根据权利要求8所述载板，其特征在于，

所述波导具有倾斜角，所述倾斜角与将要设置于所述载板的光芯片的光栅最大光透过入射角匹配。

11.根据权利要求8至10任意一项所述载板，其特征在于，所述波导为折射率渐变的光学通道，所述波导从中心到载板方向折射率越来越小。

12.根据权利要求8至10任意一项所述载板，其特征在于，所述波导与所述光芯片反方向的一侧设置有用于改变光信号的模场或者传输方向的透镜。