CN110196473A - 光子集成电路封装件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种光子集成电路封装件，所述光子集成电路封装件包括：第一基底，包括彼此间隔开的第一镜和光学耦合器件；以及第二基底，位于第一基底的上部上，第二基底包括电光转换器和第二镜，电光转换器向第一镜输出光学信号，第二镜将被第一镜反射并且从第一镜接收的光学信号反射到光学耦合器件。

Description

光子集成电路封装件
本申请要求名称为“Photonic Integrated Circuit Packages(光子集成电路封装件)”且于2018年2月27日在USPTO提交的第62/635,878号的美国临时申请以及于2018年7月2日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0076473号韩国专利申请的优先权，所述专利申请通过引用以其全部包含于此。
技术领域
本公开涉及光子集成电路封装件。
背景技术
对电子装置中的大量数据的高速发送和接收的需求不断增长。因此，已经积极地进行了用使用光学信号的信号传输方法替代通过常规金属布线的信号传输的研究。在使用光学信号的信号传输系统中，要求集成了光源和光耦合器件的光子集成电路封装件。因此，需要一种用于在这样的光子集成电路封装件内的组件之间精确传输光的结构。
发明内容
根据本公开的一方面，光子集成电路封装件包括：第一基底，第一镜以及被设置为与第一镜间隔开的光学耦合器件设置在第一基底中；以及第二基底，设置在第一基底的上部上，电光转换器和第二镜设置在第二基底中，电光转换器向第一镜输出光学信号，第二镜将被第一镜反射并且从第一镜接收的光学信号反射到光学耦合器件。
根据本公开的另一方面，光子集成电路封装件包括：第一基底，第一镜和光学耦合器件设置在第一基底中；以及第二基底，设置在第一基底的上部上，电光转换器和第二镜设置在第二基底中，其中，第一镜和第二镜分别设置在第一基底和第二基底的相对的表面上。
根据本公开的又一方面，光子集成电路封装件包括：光子集成电路板，包括顺序地堆叠的基体基底、第一绝缘层、其中设置有光学耦合器件的光学芯层以及第二绝缘层；第一凹面镜，通过至少使第二绝缘层从第二绝缘层的上表面凹进而设置；以及光学平台，组装在光子集成电路板上，并且包括电光转换器和通过使光学平台的下表面凹进而设置的第二凹面镜。
附图说明
通过参照附图详细地描述示例性实施例，特征对于本领域的技术人员来说将变得清楚，在附图中：
图1示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性布局图；
图2示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性剖视图；
图3A和图3B示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的一部分的剖视图；
图4A至图4C示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的面镜的剖视图；
图5至图7示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性剖视图；
图8和图9示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性平面图和示意性剖视图；
图10示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性剖视图；
图11和图12示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性分解图；
图13示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性框图；以及
图14示出根据示例实施例的包括光子集成电路封装件的光子集成电路系统的图。
具体实施方式
本说明书中的术语“光”可以主要用于描述光的物理特性(例如，反射等)，术语“光学信号”可以主要用于描述包含用于数据通信的信号的光。然而，术语“光”和“光学信号”可以具有基本相同的概念，并且可以彼此混合。
在下文中，将参照附图描述本公开的优选实施例。
图1是根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性布局图。图2是根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性剖视图。图2是沿图1中的线X-X'截取的剖视图。
参照图1和图2，光子集成电路封装件100可以包括具有光子集成电路基底的第一基底S1、堆叠在第一基底S1上的第二透明基底S2以及堆叠在第二基底S2上并且具有设置在其上的光源140的第三基底S3。在图1中，点阴影线可以另外指示设置在第三基底S3上的组件，以与设置在第一基底S1上的组件区分开。第一基底S1、第二基底S2和第三基底S3可以在竖直方向上(例如，沿图2的Z方向)堆叠。另外，粘合层等可以置于第一基底S1和第二基底S2之间以及第二基底S2和第三基底S3之间，以使第一基底S1至第三基底S3结合。
第一基底S1可以包括第一主体部分101，该第一主体部分101具有依次堆叠的基体基底111、第一绝缘层112、其上设置有光学器件的光学芯层113以及第二绝缘层114。由于光学器件可以设置在光学芯层113中，所以第一基底S1可以对应于光子集成电路基底。第一基底S1还可以包括通过使第一绝缘层112和第二绝缘层114凹进而设置的第一镜162和第四镜168，并且还可以包括设置在至少一个区域中的对准标记190。在示例实施例中，第一基底S1可以安装在封装基底等上，并且可以通过单独的电信号传输单元与封装基底交换电信号。在示例实施例中，将电信号传输到光学调制器124和/或光检测器的电学集成电路装置还可以安装在第一基底S1中。
基体基底111和光学芯层113可以包括半导体材料，诸如以硅、锗或硅锗为例的IV族半导体。基体基底111可以设置为体晶圆或外延层，光学芯层113也可以设置为外延层。第一绝缘层112和第二绝缘层114可以由例如氧化硅的绝缘材料制成。具体地，第二绝缘层114可以由具有折射率比光学芯层113的折射率低的材料制成。在示例实施例中，基体基底111、第一绝缘层112和光学芯层113可以构成绝缘体上硅(SOI)基底。
包括光学耦合器件的各种光学器件可以设置在光学芯层113中。例如，光学芯层113可以设置有光波导126以及通过光波导126连接的第一光栅耦合器122A、第二光栅耦合器122B和光学调制器124。
第一光栅耦合器122A和第二光栅耦合器122B可以分别用于输入光和输出光。第一光栅耦合器122A和第二光栅耦合器122B可以使在第一基底S1中沿水平方向行进的光、沿竖直方向向上行进的光或者沿从竖直方向以预定角度倾斜的方向行进的光耦合。因此，第一光栅耦合器122A和第二光栅耦合器122B可以对应于光学耦合器件。
光学调制器124可以位于第一光栅耦合器122A和第二光栅耦合器122B之间，并且可以改变光的强度和相位等以产生光学信号。光学调制器124可以是例如电吸收调制器或干涉调制器。例如，光学调制器124可以是Mach-Zehnder干涉调制器，Mach-Zehnder干涉调制器将光分成两条或更多条路径、调制所述路径中的至少一条路径中的光的相位并且通过使用相位调制光和非相位调制光之间的相长干涉和相消干涉来调制光。光波导126可以设置在第一光栅耦合器122A与光学调制器124之间以及第二光栅耦合器122B与光学调制器124之间并使第一光栅耦合器122A与光学调制器124以及第二光栅耦合器122B与光学调制器124连接，并且可以是光行进的通道。根据实施例，光电转换器(例如，光检测器、波分多路复用器件、波分多路解复用器件等)还可以在未示出的区域中设置在光学芯层113中。
第一镜162和第四镜168可以是一种类型的反射器。第一镜162和第四镜168可以将从设置在第一镜162和第四镜168的上部上的第三基底S3传输的光学信号再次反射到所述上部，例如，将光学信号从第三基底S3上的一个元件反射到第三基底S3上的不同的元件。例如，第一镜162可以将从光源140或第三基底S3的第一反射器152传送的光学信号反射到第三基底S3的第二镜164(图2中的虚线箭头)。第四镜168可以将从第三基底S3的第三镜166传送的光学信号反射到第三基底S3的光纤180或第二反射器154。
第一镜162和第四镜168可以设置在第一绝缘层112和第二绝缘层114从第一基底S1的上表面凹进的区域中，并且然后可以是例如相对于第一基底S1的凹面镜。例如，如图2中所示，第一镜162和第四镜168中的每个可以延伸穿过第二绝缘层114的整个厚度并且穿过第一绝缘层112的至少一部分。保留在第一镜162的下部上的第一绝缘层112的厚度D5(即，从第一镜162的最低点到基体基底111的最上表面的距离)可以等于零(0)或者比零(0)厚。因此，第一镜162的中心部分可以位于与基体基底111的最上表面相同的水平处或比基体基底111的最上表面高的水平处。例如，当第一镜162设置得最深时，第一镜162(例如，第一镜162的最低点)可以接触基体基底111(例如，基体基底111的最上表面)。第四镜168的布置可以类似于第一镜162的布置，并且可以以与上述相同的方式应用关于第一镜162的描述。
第一镜162可以设置成与光学芯层113横向地(例如，沿X方向)间隔开第一距离D1。例如，如图2中所示，可以在第一镜162和光学芯层113的面对的终端的边缘之间测量第一距离D1。第一距离D1可以是例如几微米到几十微米。具体地，第一镜162可以设置为与光学芯层113的光学耦合器件(例如第一光栅耦合器122A和第二光栅耦合器122B)间隔开。第四镜168也可以设置为与光学芯层113横向地(例如，沿X方向)间隔开。第一镜162和第四镜168的直径可以例如在大约50μm直至大约200μm的范围内，但不限于此。下面将参照图3A和图3B更详细地描述第一镜162的布置。
第一镜162和第四镜168可以由设置在凹进的表面上的反射层组成。反射层可以设置为至少包括凹进的区域，并且可以在平面中具有圆形或矩形的形状。可选地，反射层可以设置为延伸到除了光学信号的路径之外的所有的区域。反射层可以包括具有高反射率特性的材料，并且可以包括铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)和银(Ag)中的至少一种。下面将参照图4A至图4C更详细地描述包括第一镜162的面镜的结构。
对准标记190可以不仅设置在第一基底S1上而且设置在第三基底S3上，并且可以分别设置在彼此面对的表面上。对准标记190可以用于改善在第一基底S1和第三基底S3结合的情况下的对准。例如，第一基底S1和第三基底S3可以使用对准标记190通过利用由距第一镜162的中心的距离表示的坐标值限定位置，来彼此对准。
第二基底S2可以置于第一基底S1和第三基底S3之间，并且可以由透明材料的第二主体部分102形成。第二基底S2可以用于调节第一基底S1和第三基底S3之间的焦距。第二基底S2可以设置为与第一基底S1和第三基底S3接触，并且粘合层可以置于第二基底S2与第一基底S1之间以及在第二基底S2与第三基底S3之间。第二基底S2的第二主体部分102可以由能够无损耗地透过光学信号的材料制成，并且可以包括例如SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、HfO、TiO2或ZrO。第二基底S2可以具有用于容纳安装在第三基底S3上的光源140的下部的腔CA。根据实施例，可以省略第二基底S2。在这种情况下，可以用例如空气填充第一基底S1和第三基底S3之间的空间。
第三基底S3可以设置为与第一基底S1光学对准，并且第二基底S2置于第一基底S1与第三基底S3之间。第三基底S3可以包括第三主体部分103、光源140、第一反射器152、第二镜164、第三镜166、第二反射器154和光纤180。
光源140可以向第一基底S1的第一镜162输出光学信号。光源140可以是电光转换器，例如，激光二极管(LD)或发光二极管(LED)。光源140可以安装在第三基底S3的下表面的凹进区域RC中，例如，光源140可以安装在由第三基底S3的凹进区域RC和第二基底S2的腔CA限定的腔内。光源140可以是例如结合到第三基底S3的倒装芯片，但不限于此。
第一反射器152可以将从光源140输出的光学信号的行进方向改变为指向第一基底S1。第一反射器152可以是平面镜，并且可以具有倾斜的表面。第一反射器152可以包括设置在倾斜的表面上的高反射率反射层。第一反射器152可以与第一基底S1的第一镜162竖直叠置预定距离D3，但不限于此。例如，第一反射器152可以设置为在平面上不与第一基底S1的第一镜162叠置。
可以在第三基底S3的下表面上通过使第三主体部分103凹进来设置第二镜164和第三镜166。例如，第一基底S1的第一镜162和第四镜168以及第三基底S3的第二镜164和第三镜166可以分别设置在彼此面对的表面上。具体地，第二镜164可以设置为与光源140横向地(例如，沿X方向)间隔开第二距离D2。第二镜164可以与第一基底S1的第一镜162竖直叠置预定距离D4，但不限于此。例如，第二镜164可以设置为在平面上不与第一基底S1的第一镜162叠置。第二镜164可以设置为使得第二镜164的至少一部分与第一基底S1的光学耦合器件叠置。当如上所述，第一反射器152、第一镜162、第二镜164和第一光栅耦合器122A以依次部分地叠置的方式设置时，可以进一步改善集成度。
第二镜164和第三镜166可以是例如相对于第三基底S3的凹面镜，并且可以由设置在第三主体部分103的凹进的表面上的反射层组成。反射层可以包括具有高反射率特性的材料，并且可以包括铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)和银(Ag)中的至少一种。可以以与如上面的相同的方式来将对第一镜162和第四镜168的描述应用于第二镜164和第三镜166。例如，如图2中所示，第二镜164和第三镜166可以具有相同的方向上的曲率，第二镜164和第三镜166的曲率与第一镜162和第四镜168的曲率相反。
第二反射器154可以将从第一基底S1的第四镜168传送的光学信号的行进方向改变为指向光纤180。第二反射器154可以具有倾斜的表面，并且可以包括设置在倾斜的表面上的高反射率反射层。
光纤180可以向外部装置输出通过第一基底S1接收的光学信号，或者可以输入来自外部装置的光学信号。光纤180可以由芯层以及围绕芯层的包覆材料形成，但不限于此。
光子集成电路封装件100中的光学信号(例如，从第三基底S3的光源140产生的光学信号(例如，见图2中的虚线箭头))可以经由第一镜162和第二镜164传输到第一基底S1中的光学芯层113。第一光栅耦合器122A可以在水平方向上(例如，在X方向上)通过光波导126向光学调制器124传送接收的光学信号。光学调制器124可以基于从第一基底S1中的电学集成电路装置等接收的电学信号来调制并产生光学信号。产生的光学信号可以传送到第三基底S3，并且可以经由第三镜166和第四镜168通过光学接口(例如，光纤180)向外输出。因此，由于第一基底S1至第三基底S3堆叠在彼此的顶部上并且第一镜162、第二镜164、第三镜166和第四镜168相互对准，所以光学信号可以通过图1中的堆叠的基底行进并且被传送，并且显著地减小光学信号的损耗。
如图1中所示，示例实施例中的光源140可以包括发射不同波长的光的多个光源，光学调制器124也可以以阵列形式设置为多个，以改变来自各个光源140的光的强度和相位等。第一镜162、第二镜164、第三镜166和第四镜168中的每个可以设置为多个，以对应于光源140和光纤180中的每个的阵列。
分别从多个光源140传输到多个光学调制器124的多个生成的光学信号可以传送彼此不同的数据和信息等。此外，光学信号可以通过多个光纤180输出而不会相互干扰和重叠。根据实施例，可以多方面地修改光源140、光学调制器124、第一镜162、第二镜164、第三镜166、第四镜168和光纤180的数量和布置。
图3A和图3B是示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的一部分的剖视图。图3A和图3B示出了分别对应于图2中的区域“A”的区域。
参照图3A，可以通过仅使第一基底S1中的第一主体部分101的第二绝缘层114凹进来设置第一镜162。在这种情况下，光学芯层113可以不延伸到第一镜162的下部，并且第一光栅耦合器122A可以设置为与第一镜162间隔开预定距离D6。
参照图3B，如图3A的实施例中那样，可以通过仅使第一基底S1中的第一主体部分101的第二绝缘层114凹进来设置第一镜162，光学芯层113可以延伸到第一镜162的下部。因此，光学芯层113和第一镜162可以设置为在至少一个区域中彼此叠置。即使在这种情况下，诸如第一光栅耦合器122A的光学耦合器件也可以被设置为与第一镜162间隔开。在光学芯层113的延伸到第一镜162的下部的区域中，可以不设置光学耦合器件。在该区域中可以仅设置除光学耦合器件以外的光学器件，或者该区域可以是其上没有设置光学器件的虚设光学芯层。
图4A至图4C是示出根据示例实施例的光子集成电路封装件的面镜的剖视图。图4A至图4C示出了可用作图2的第一镜162、第二镜164、第三镜166和第四镜168的面镜160a、160b和160c的结构。
参照图4A，面镜160a可以具有在其表面上具有阶梯形状的精细台阶。如图4A中所示，面镜160a可以在其上表面和下表面上具有台阶。台阶可以在面镜160a的上表面和下表面上具有相同或不同的深度和角度。当台阶形成在第一基底S1的第一主体部分101或第三基底S3的第三主体部分103中的凹进区域中时，可以通过使用灰度光刻法形成掩模层并蚀刻该掩模层以在主体部分101和103的表面上形成台阶并且沿台阶沉积形成面镜160a的反射层，来形成面镜160a。
参照图4B，面镜160b可以包括金属层RLa以及金属层RLa上的介电层RLb。介电层RLb可以是防止金属层RLa的氧化并保护金属层RLa的层。介电层RLb可以由对将被反射的波段中的光具有小的光学耗损的介电材料制成。介电层RLb可以包括例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)、高k介电材料或其组合。
参照图4C，面镜160c可以包括具有不同折射率并且交替堆叠的第一布拉格层RLc和第二布拉格层RLd。第一布拉格层RLc和第二布拉格层RLd可以形成分布式布拉格反射器(DBR)。
例如，第一布拉格层RLc可以包括低折射率层，第二布拉格层RLd可以包括高折射率层。第一布拉格层RLc和第二布拉格层RLd可以由介电材料制成。第一布拉格层RLc可以包括SiO2(折射率：大约1.46)、Al2O3(折射率：大约1.68)和MgO(折射率：大约1.7)中的任何一种。第二布拉格层RLd可以包括TiO2(折射率：大约2.3)、Ta2O5(折射率：大约1.8)、ITO(折射率：大约2.0)、ZrO2(折射率：大约2.05)和Si3N4(折射率：大约2.02)中的任何一种。第一布拉格层RLc和第二布拉格层RLd可以具有相同或不同的厚度。
图5至图7是根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性剖视图。
参照图5，在光子集成电路封装件100a中，光源140可以安装在第三基底S3的凹进区域RC中，使得光源140的下表面与第三主体部分103的下表面共面，或者位于比第三主体部分103的下表面高的水平面上。例如，凹进区域RC可以形成为相对深，使得光源140的侧表面完全被第三主体部分103围绕。因此，第二基底S2的第二主体部分102a可以不具有腔CA，并且可以具有平坦的上表面。如上所述，在实施例中，可以多方面改变光源140的安装形状并因此可以多方面改变凹进区域RC和腔CA的尺寸和形状。
参照图6，在光子集成电路封装件100b中，第一反射器152a可以具有弯曲的形状。第一反射器152a的曲率和布置可以根据从光源140输出的光学信号的方向和在下部的第一镜162的位置来确定。在示例实施例中，邻近于光纤180设置的第二反射器154也可以具有弯曲的形状。
参照图7，在光子集成电路封装件100c中，光源140a可以安装在第三基底S3的下表面上，例如，以延伸到第二基底S2的腔CA中。此外，在光子集成电路封装件100c中，与图2的实施例不同，可以省略第一反射器152。
光源140a可以安装在第三基底S3的第三主体部分103a的下表面上。因此，第三基底S3的第三主体部分103a可以不具有凹进区域RC(见图2)，第二基底S2的第二主体部分102的腔CA可以形成为相对深。
从光源140a输出的光学信号可以在没有反射器的情况下传送到第一镜162。光源140a可以是例如垂直发射激光二极管或垂直发射二极管。在这种情况下，从光源140a输出的光学信号可以竖直地或以倾斜的角度朝向下面的第一基底S1传送。
如在上述光子集成电路封装件100a、100b和100c中那样，光源140和140a可以以各种形式设置在第三基底S3中，与光源140和140a相邻地设置的第一反射器152和152a可以具有各种形状。此外，在实施例中，根据光源140和140a，可以省略第一反射器152和152a。
图8和图9是根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性平面图和示意性剖视图。图9示出了沿图8中的线X-X'截取的剖面。
参照图8和图9，与图1和图2的实施例不同，在光子集成电路封装件100d中，第三基底S3还可以包括波分多路复用(WDM)器件134以及连接到WDM器件134的光波导136。WDM器件134和光波导136可以嵌入在第三基底S3的第三主体部分103中，但不限于此。
WDM器件134可以接收不同波段的光学信号，并且产生单个输出光学信号。例如，WDM器件134可以用作一种类型的多路复用器。由WDM器件134产生的输出光学信号可以通过光波导136传输到光纤180，并且通过光纤180输出。
具体地，如图8中所示，在光子集成电路封装件100d中，从光源140输出的不同波长的光学信号可以通过第一基底S1中的第一光栅耦合器122A和第二光栅耦合器122B而在第三基底S3上被多路复用，针对每个波长进行了优化。因此，与将WDM器件134设置在第一基底S1的光学芯层113中使得光学信号被多路复用并随后通过单个第一光栅耦合器122A和第二光栅耦合器122B传送到光纤180的情况相比，第一光栅耦合器122A和第二光栅耦合器122B可以被容易地实现，并且可以显著地减少每个波段中的光学信号的损耗。
图10是根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性剖视图。
参照图10，与图2的实施例不同，光子集成电路封装件100e还可以包括透镜170，并且可以不包括第三镜166和第四镜168。透镜170可以形成在第二光栅耦合器122B和第二反射器154之间的第二基底S2的第二主体部分102的下表面上。透镜170可以是凸透镜。可以通过透镜170确保第二光栅耦合器122B和第二反射器154之间的焦距。
在示例实施例中，透镜还可以设置在第二基底S2的第二主体部分102的上表面上，以及/或者也可以设置在第三基底S3的第三主体部分103的下表面上。此外，即使当设置透镜170时，也可以一起设置图2的实施例的第三镜166和第四镜168。如同这些实施例，可以各方面修改用于将光学信号从第一基底S1传送到光纤180的结构。
图11和图12是根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性分解图。图11和图12主要示出了用于光学连接的组件，因此，没有示出一些元件(例如，设置在图2的光学芯层113中的光学器件)。
参照图11，光子集成电路封装件100f可以包括光子集成电路基底PS以及组装在光子集成电路基底PS上的第一光学平台OB1和第二光学平台OB2。例如，光子集成电路基底PS可以对应于上面参照图2描述的第一基底S1。例如，第一光学平台OB1可以对应于包括图2的第三基底S3中的光源140和第二镜164的区域，第二光学平台OB2可以对应于包括图2的第三基底S3中的第三镜166和光纤180的区域。在光子集成电路封装件100f中，第一光学平台OB1和第二光学平台OB2可以分别组装在光子集成电路基底PS上，并且可以彼此间隔开。
光子集成电路基底PS可以包括光学耦合器件，并且可以包括作为与第一光学平台OB1光学连接的结构的第一镜162以及作为与第二光学平台OB2光学连接的结构的第四镜168。
第一光学平台OB1可以分别包括光源140和第二镜164，并且可以在光子集成电路基底PS上设置为多个。然而，光源140和第一光学平台OB1的配置不限于此。例如，可以仅设置一个第一光学平台OB1，多个光源140可以构成第一光学平台OB1。从第一光学平台OB1中的光源140输出的光学信号可以传送到光子集成电路基底PS，然后被第一镜162反射，并且通过第二镜164再次传送到光子集成电路基底PS。
第二光学平台OB2可以包括第三镜166和光纤180。第二光学平台OB2可以与第一光学平台OB1分开地设置在光子集成电路基底PS上。因此，可以理解的是，在具体结构中，例如，上面参照图2描述的第三基底S3可以被分为两个基底。第一光学平台OB1和第二光学平台OB2可以被称为一种与光子集成电路基底PS不同的基底。然而，在实施例中，第二光学平台OB2可以被修改为具有各种结构，只要第二光学平台OB2包括光纤180即可。
参照图12，光子集成电路封装件100g可以包括光子集成电路基底PS、以及组装在光子集成电路基底PS上的光学平台OB。例如，光子集成电路基底PS可以对应于上面参照图2描述的第一基底S1。在另一示例中，光学平台OB可以对应于图2中的第三基底S3。在光子集成电路封装件100g中，光源140和光纤180可以包括在单个光学平台OB中，并且可以组装在光子集成电路基底PS上。
光子集成电路基底PS可以包括光学耦合器件，并且可以包括作为与光学平台OB光学连接的结构的第一镜162和第四镜168。光学平台OB可以包括至少一个光源140、至少一个第二镜164、第三镜166和光纤180。可以多方面改变光学平台OB中的光源140和光纤180的布置。
图13是根据示例实施例的光子集成电路封装件的示意性框图。
参照图13，光子集成电路封装件10可以是用于传送和接收光学信号的光学通信装置，并且可以包括光子集成电路50。光子集成电路50可以包括电学集成电路(EIC)装置30、电光转换器40和光学调制器(MOD)20。光子集成电路50还可以包括有源光学器件(诸如光检测器和WDM器件等)和/或无源光学器件(例如，光波导、光栅耦合器和反射器等)。光子集成电路封装件10还可以包括光学接口，例如，光纤阵列。
EIC装置30可以基于所施加的传送数据MI产生传送电学信号VD。光学调制器20可以根据传送电学信号VD调制从电光转换器40(例如，激光二极管(LD))接收的光学信号LI，以产生调制的光学信号LM。调制的光学信号LM可以传输到外部装置或印刷电路板等。
构成光子集成电路50的EIC装置30、电光转换器40和光学调制器20可以设置在一个基底上，例如，设置在图2的第一基底S1上，但不限于此。例如，EIC装置30可以设置在与其它组件不同的基底上。根据实施例，包括电光转换器40的光学传送器和包括光检测器的光学接收器可以彼此分开以形成相应的光子集成电路。
图14是示出根据示例实施例的包括光子集成电路封装件的光子集成电路系统的图。
参照图14，光子集成电路系统10A可以包括上面参照图1至图13描述的光子集成电路封装件。光子集成电路系统10A可以包括多个EIC装置39_1至39_n、多个光学调制器34_1至34_n、多个电光转换器(例如，激光二极管(LD))40_1至40_n、多个光电转换器(PD)36_1至36_n、对准器件51和52以及插座连接器(I/O)61和62。
对准器件51和52可以包括光学信号多路复用器(MUX)51和光学信号多路解复用器(DEMUX)52。多个光学调制器34_1至34_n可以基于从多个EIC装置39_1至39_n接收的输入电信号MI_1至MI_n，通过调制从电光转换器40_1至40_n接收的输入光学信号LI_1至LI_n，来分别产生光学传送信号LT_1至LT_n。此时，输入光学信号LI_1至LI_n和被调制的光学传送信号LT_1至LT_n可以分别是具有不同波长的光学信号。
包括在对准器件51和52中的光学信号多路复用器51可以使用光学传送信号LT_1至LT_n产生多路复用的光学信号，并且可以通过插座连接器61将多路复用的光学信号传送到外部装置或者封装电路板。
经由插座连接器62从外部装置传送的多路复用光学信号可以提供到包括在对准器件51和52中的光学信号多路解复用器52。光学信号多路解复用器52可以将从插座连接器62输入的多路复用的光学信号多路解复用为光学接收信号LR_1至LR_n。此时，光学接收信号LR_1至LR_n中的每个可以是具有不同波长的光学信号。
多个光电转换器36_1至36_n可以分别产生基于光学接收信号LR_1至LR_n调制的输出电学信号MO_1至MO_n，并且可以为多个电学集成电路装置39_1至39_n提供这些输出电学信号MO_1至MO_n。
通过总结和回顾，本公开的一方面是为了提供在一致性和集成度方面得到改善的光子集成电路封装件。也就是说，通过在光子集成电路基底上和在具有光源的上基底上设置例如凹面镜的面镜，可以提供具有改善的一致性和集成度的光子集成电路封装件。在光子集成电路基底上，凹面镜可以以使绝缘层的一部分凹进的形式集成。在上基底上，凹面镜可以设置在上基底的下表面上。来自光源的光学信号可以通过反射器等传送到光子集成电路(PIC)基底的面镜，可以传送回上基底的面镜，并且随后可以传送到光子集成电路基底的光学耦合器件。
这里已经公开了示例实施例，虽然采用了特定术语，但是它们仅以一般性和描述性意义来使用和将被解释，而不是出于限制的目的。在一些情况下，如到提交本申请为止对本领域普通技术人员来说明显的是，除非另外特别指出，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种光子集成电路封装件，所述光子集成电路封装件包括：
第一基底，包括彼此间隔开的第一镜和光学耦合器件；以及
第二基底，位于所述第一基底的上部上，所述第二基底包括电光转换器和第二镜，所述电光转换器向所述第一镜输出光学信号，所述第二镜将被所述第一镜反射并且从所述第一镜接收的所述光学信号反射到所述光学耦合器件。
2.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，其中，所述第一镜和所述第二镜分别位于所述第一基底和所述第二基底的相对的表面上。
3.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，其中，所述第一镜是位于所述第一基底的凹进的表面中的凹面镜，所述第二镜是位于所述第二基底的凹进的表面中的凹面镜。
4.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，其中，所述第一镜的至少一部分和所述第二镜的至少一部分彼此竖直地叠置。
5.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，其中，所述第二镜的至少一部分和所述光学耦合器件的至少一部分彼此竖直地叠置。
6.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，其中，所述第二基底还包括与所述电光转换器相邻的反射器，所述反射器用来将从所述电光转换器接收的所述光学信号反射到所述第一镜。
7.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，所述光子集成电路封装件还包括位于所述第一基底和所述第二基底之间的第三基底，所述第三基底包括透明材料。
8.根据权利要求7所述的光子集成电路封装件，其中，所述第三基底在与所述电光转换器相邻的区域中具有用于容纳所述电光转换器的至少一部分的腔。
9.根据权利要求7所述的光子集成电路封装件，其中，所述第三基底与所述第一基底和所述第二基底接触。
10.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，其中，所述电光转换器位于所述第二基底的凹进区域中。
11.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，其中，所述第一基底还包括：
基体基底；
第一绝缘层，位于所述基体基底上；
光学芯层，位于所述第一绝缘层上，所述光学耦合器件位于所述光学芯层中；以及
第二绝缘层，堆叠在所述光学芯层上，所述第一镜位于所述第二绝缘层的凹进部分中。
12.根据权利要求11所述的光子集成电路封装件，其中，所述第一镜位于所述第二绝缘层和所述第一绝缘层的凹进部分中。
13.根据权利要求11所述的光子集成电路封装件，其中，所述光学芯层的端部与所述第一镜间隔开。
14.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，其中，所述第二基底还包括光纤。
15.根据权利要求1所述的光子集成电路封装件，所述光子集成电路封装件还包括第三基底，所述第三基底在所述第一基底的上部上与所述第二基底间隔开并且与所述第二基底平行，所述第三基底包括光纤。
16.根据权利要求15所述的光子集成电路封装件，其中，所述第三基底包括第三镜，所述第三镜使从所述光学耦合器件接收的所述光学信号向所述第一基底反射，所述第一基底还包括第四镜，所述第四镜使被所述第三镜反射的所述光学信号朝向所述光纤反射。
17.一种光子集成电路封装件，所述光子集成电路封装件包括：
第一基底，包括第一镜和光学耦合器件；以及
第二基底，位于所述第一基底的上部上，所述第二基底包括电光转换器和第二镜，
其中，所述第一镜和所述第二镜分别位于所述第一基底和所述第二基底的相对的表面上。
18.根据权利要求17所述的光子集成电路封装件，其中，从所述电光转换器输出的光学信号朝向所述第一基底行进，被所述第一镜反射以向所述第二镜行进，并且被所述第二镜反射以被传送到所述光学耦合器件。
19.根据权利要求17所述的光子集成电路封装件，其中，所述第一镜和所述第二镜分别位于所述第一基底的上表面的凹进部分以及所述第二基底的下表面的凹进部分中。
20.一种光子集成电路封装件，所述光子集成电路封装件包括：
光子集成电路基底，包括顺序地堆叠的基体基底、第一绝缘层、具有光学耦合器件的光学芯层以及第二绝缘层；
第一凹面镜，位于所述第二绝缘层的上表面的凹进部分中；以及
光学平台，位于所述光子集成电路基底上，所述光学平台包括电光转换器和位于所述光学平台的下表面的凹进部分中的第二凹面镜。
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