CN112204833A - 激光器芯片设计 - Google Patents

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刘翔
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Abstract

一种激光器芯片,包括第一横向部分和第二横向部分,第一横向部分包括:第一金属条、耦合到第一金属条的第一横向连接器、第二金属条、以及耦合到第二金属条的第二横向连接器;第二横向部分耦合到第一横向部分并且包括耦合到第一横向连接器的第一焊垫和耦合到第二横向连接器的第二焊垫。一种DFB激光器芯片的制造方法,该方法包括沉积钝化层的第一部分;沉积第二金属条;沉积钝化层的第二部分;以及沉积第一金属条。

Description

激光器芯片设计
相关申请的交叉引用
本申请要求Futurewei技术公司于2018年5月30日提交的题为“分布式反馈激光器裸芯片的裸芯片良率优化(Die Yield Optimization for a Distributed FeedbackLaser Die)”的美国临时专利申请号62/678,091的优先权、以及Futurewei技术公司于2019年3月20日提交的题为“激光器芯片设计”(Laser Chip Design)的美国临时专利申请号62/821,082的优先权,二者均通过引用而结合在本文中。
技术领域
所公开的实施例大体上涉及激光器芯片,并且特别地涉及激光器芯片设计。
背景技术
激光器具有广泛的应用,包括光学通信网络。一种类型的激光器是分布式反馈(DFB)激光器。DFB激光器包括具有空间周期性的光栅的有源区。光栅包括折射率、增益或损耗的周期性变化,这会在DFB激光器的腔中导致反射。DFB激光器比其他类型的激光器更趋于稳定,且提供干净的单模运行。因此,DFB激光器在光通信网络中备受青睐。
发明内容
第一方面涉及一种激光器芯片,该激光器芯片包括第一横向部分和第二横向部分,该第一横向部分包括:第一金属条、耦合到该第一金属条的第一横向连接器、第二金属条、以及耦合到该第二金属条的第二横向连接器;该第二横向部分耦合到该第一横向部分,并且包括耦合到该第一横向连接器的第一焊垫和耦合到该第二横向连接器的第二焊垫。
在根据第一方面的激光器芯片的第一实施形式中,该第一金属条和该第二金属条是纵向对齐的。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第二实施形式中,该第一焊垫和该第二焊垫是横向对齐的。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第三实施形式中,该第一横向连接器比该第二横向连接器更宽。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第四实施形式中,该第一金属条、该第一横向连接器和该第一焊垫垂直延伸至该激光器芯片的顶部。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第五实施形式中,该第二焊垫垂直延伸至该激光器芯片的顶部。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第六实施形式中,该第二金属条和该第二横向连接器未垂直延伸至该顶部。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第七实施形式中,该第一横向部分还包括耦合到该第一金属条的第一波导和耦合到该第二金属条的第二波导。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第八实施形式中,该第一波导和该第二波导是脊波导。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第九实施形式中,该第一波导和该第二波导是隐埋式异质结构波导。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第十实施形式中,该第一波导包括第一光栅相位,其中该第二波导包括第二光栅相位,并且其中,该第二光栅相位相对于该第一光栅相位偏移大约180°。
在根据第一方面或者第一方面的任一前述实施形式的激光器芯片的第十一实施形式中,该激光器芯片还包括:作为工作波导的第一波导;和作为非工作波导的第二波导。
第二方面涉及一种DFB激光器芯片的制造方法,该方法包括:沉积钝化层的第一部分;沉积第二金属条;沉积该钝化层的第二部分;以及沉积第一金属条。
在根据第二方面的方法的第一实施形式中,该方法还包括:使用PECVD进一步沉积该第一部分;以及使用PECVD进一步沉积该第二部分。
在根据第二方面或者第二方面的任一前述实施形式的方法的第二实施形式中,该方法还包括:针对该第二金属条执行第一光刻;以及针对该第一金属条执行第二光刻。
在根据第二方面或者第二方面的任一前述实施形式的方法的第三实施形式中,该第二金属条未垂直延伸至该DFB激光器芯片的顶部。
在根据第二方面或者第二方面的任一前述实施形式的方法的第四实施形式中,该第一金属条垂直延伸至该DFB激光器芯片的顶部。
第三方面涉及一种DFB激光器芯片的封装方法,该方法包括:获得包括第一波导和第二波导的DFB激光器芯片,该第一波导包括第一光栅相位,该第二波导包括第二光栅相位,并且该第二光栅相位相对于该第一光栅相位偏移大约180°;以及测试该DFB激光器芯片,以确定工作波导,该工作波导是具有较高SMSR的波导。
在根据第三方面的方法的第一实施形式中,该方法还包括:获得光纤;以及通过将该工作波导与该光纤对齐来封装该DFB激光器芯片。
在根据第三方面或者第三方面的任一前述实施形式的方法的第二实施形式中,该方法还包括遮挡非工作波导,其中,该非工作波导是具有较低SMSR的波导。
可以将上述实施例中的任意实施例与其他上述实施例中的任意实施例结合以产生新的实施例。根据以下结合附图和权利要求的详细描述将更清楚地理解这些特征和其他特征。
附图说明
为了更全面地理解本公开,现参考以下结合附图和详细说明进行描述的简要说明,其中相似的参考标记表示相似的部分。
图1是根据本公开的实施例的DFB激光器芯片的俯视图。
图2A是根据本公开的第一实施例的沿图1中的2A-2A线所截取的DFB激光器芯片的剖面图。
图2B是根据第一实施例的沿图1中的2B-2B线所截取的DFB激光器芯片的剖面图。
图3A是根据本公开的第二实施例的沿图1中的2A-2A线所截取的DFB激光器芯片的剖面图。
图3B是根据本公开的第二实施例的沿图1中的2B-2B线所截取的DFB激光器芯片的剖面图。
图4是示出了根据本公开的一实施例的DFB激光器芯片的制造方法的流程图。
图5是DFB激光器芯片背端面的阈值增益差相对于光栅相位的图。
图6是示出了根据本公开的一实施例的DFB激光器芯片的封装方法的流程图。
图7A是根据本公开的一实施例的激光器驱动电路的示意图。
图7B是根据本公开的另一实施例的激光器驱动电路的示意图。
具体实施方式
首先应该理解,尽管下面提供了一个或多个实施例的示例性实施方式,但是可以使用任意数量的现在已知的或存在的技术来实现所公开的系统和/或方法。本公开不以任何方式限于以下所示的示例性实施方式、附图和技术,其可包括本文图示和描述的示例性设计和实施方式,本公开可以在所附权利要求及其等同物的范围内进行修改。
以下缩写适用:
dB:分贝(decibel)
DFB:分布式反馈激光器(distributed feedback laser)
nm:纳米(nanometer)
PECVD:等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapordeposition)
PON:无源光网络(passive optical network)
SiNx:氮化硅(silicon nitride)
SiO2:二氧化硅(silicon dioxide)
SMSR:边模抑制比(side-mode suppression ratio)
SSMF:标准单模光纤(standard single-mode fiber)
TO:晶体管外形(transistor outline)
μm:微米(micrometer)
制造商生产包括许多DFB激光器芯片或DFB激光器裸芯片的晶圆,然后从晶圆上切割DFB激光器芯片。例如,一个2×2英寸的晶圆可以包括约16,000个250×250μm的DFB激光器芯片。一种用于DFB激光器芯片的质量度量是SMSR特性。DFB激光器芯片的具有最大光功率幅度的主光谱峰被称为主模。DFB激光器芯片的其他具有较小光功率幅度的光谱峰被称为边模。SMSR是主模的最大光功率幅度与最大的边模的光功率幅度之比。
对于PON应用,制造商通常使用具有35dB或更大的SMSR的DFB激光器芯片,并且丢弃剩余的DFB激光器芯片。晶圆上的DFB激光器芯片的SMSR会因制造过程的变化而有所不同。对于包括16,000个DFB激光器芯片的2×2英寸的晶圆,只有大约6,000至13,000个DFB激光器芯片具有35dB或更大的SMSR,并因此是可用的DFB激光器芯片。这表示芯片良率是约40%至80%。
有两种提高芯片良率的主要方法。第一种方法,制造商可以改善DFB激光器芯片的SMSR。有些途径使用两个具有不同长度的关联腔的波导。然而,不同的长度导致腔具有不同的相位,由此导致不同的SMSR。但是,SMSR仍不是最佳的。第二种方法,制造商可以减小DFB激光器芯片的尺寸。如上所述,某些途径使用两个波导。但是,这些波导可能没有被设计以优化DFB激光器芯片的尺寸。因此希望制造出克服这些障碍并改善SMSR且具有更小尺寸的DFB激光器芯片。
本文公开了用于激光器芯片设计的实施例。首先,实施例提供了具有两个波导的DFB激光器芯片。因此,DFB激光器芯片可以被称为双波导DFB激光器芯片、双波导激光器芯片或双波导激光器。两个波导具有的光栅相位相对于彼此偏移约180°。该光栅相位偏移确保了至少一个波导(工作波导)具有可接受的SMSR。在封装期间中,封装者确保使用的是工作波导。工作波导的确保可将芯片良率从大约40%至80%提高到大约100%。第二,为了减小DFB激光器芯片的尺寸,DFB激光器芯片的第一横向部分包括用于波导的金属条和横向连接器,并且DFB激光器芯片的第二横向部分包括用于波导的焊盘。制造方法包括针对第一金属条和第二金属条的分开的金属沉积步骤。与其他具有两个波导的DFB激光器芯片相比,所公开的DFB激光器芯片的面积减小了约30%。通过保证工作波导以及减少DFB激光器芯片的面积,所公开的实施例将2×2英寸的晶圆的芯片产量从大约6,000至13,000个DFB激光器芯片增加到大约22,000个DFB激光器芯片。
图1是根据本公开的实施例的DFB激光器芯片100的俯视图。图1示出了彼此正交的横向方向和纵向方向。DFB激光器芯片100可以被称为激光器芯片、激光器裸芯片(die),或者简称为芯片或裸芯片。DFB激光器芯片100的长度为大约250μm,且宽度为大约175μm。DFB激光器芯片100通常划分为第一横向部分110和第二横向部分120。
第一横向部分110在DFB激光器芯片100的长度上纵向延伸。第一横向部分110包括第一金属条130、第二金属条140、第一横向连接器150和第二横向连接器170。所述第一金属条130、第二金属条140、第一横向连接器150和第二横向连接器170可以包含金、钛、铂或其他合适的导电材料或合金。在某些示例中,第一金属条130和第二金属条140可以在纵向上对齐,以大约30μm的宽度分隔开,具有大约250μm的长度,且具有大约2μm的宽度。第一横向连接器150比第二横向连接器170更宽。具体而言,在某些示例中,第一横向连接器150可具有大约40μm的宽度,且第二横向连接器170可具有大约8μm的宽度。
第二横向部分120耦合至第一横向部分110。第二横向部分120在DFB激光器芯片100的长度上纵向延伸。第二横向部分120包括第一焊垫160和第二焊垫180。所述第一焊垫160和第二焊垫180可以包含金、钛、铂或其他合适的导电材料或合金。在某些示例中,第一焊垫160和第二焊垫180可以在横向上对齐,以大约40μm的长度分隔开,可以具有大约70μm的长度,并可以具有大约70μm的宽度。
以虚线示出了第二金属条140和第二横向连接器170,以表示它们未垂直延伸至DFB激光器芯片100的顶部。在俯视图中从外部看不到第二金属条140和第二横向连接器170。但是,以连续的实线示出了第二焊垫180,以表示第二焊垫180垂直延伸至DFB激光器芯片100的顶部。同样,以连续的实线示出了第一金属条130、第一横向连接器150和第一焊垫160,以表示它们垂直延伸至DFB激光器芯片的顶部。在俯视图中可以从外部看到第一金属条130、第一横向连接器150和第一焊垫160。
可以看出,DFB激光器芯片100在一些位置并未按比例绘制,以不强调某些特征而强调其他特征。例如,第一金属条130和第二金属条140可以以大约30μm的宽度分隔开且具有大约2μm的宽度。但是,图1没有强调前一宽度而强调了后一宽度。
图2A是根据本公开的第一实施例的沿图1中的2A-2A线所截取的DFB激光器芯片100的第一剖面图200。图2A示出了彼此正交的横向方向和垂直方向。因此,垂直方向也与图1中的纵向方向正交。第一剖面图200示出了DFB激光器芯片100包括图1中的第一横向部分110、第二横向部分120、第一金属条130、第一横向连接器150、第一焊垫160和第二金属条140。第一横向部分110和第二横向部分120在DFB激光器芯片100的高度上垂直延伸。第一横向连接器150和第一焊垫160的高度可以为大约1μm。第一剖面图200进一步示出了DFB激光器芯片100的高度可以为大约100μm。
第一剖面图200进一步示出了DFB激光器芯片100包括第一垂直间隙205、第一波导210、第二波导215、钝化层220、波导基底225、有源层230、外延层235和基板240。第一垂直间隙205是钝化层220的一部分,将第一横向连接器150与第二金属条140分隔开,并且在某些示例中具有的高度可以为大约1μm。第一波导210包括在波导基底225之上垂直延伸的第一脊(或突起),且第一波导210包括至少一些在第一脊之下垂直延伸的波导基底225。同样,第二波导215包括在波导基底225之上垂直延伸的第二脊(或突起),且第二波导215包括至少一些在第二脊之下垂直延伸的波导基底225。因而,第一波导210和第二波导215可以被称为脊波导。因此,DFB激光器芯片100可以被称为双脊波导DFB激光器芯片。第二金属条140和第二脊合在一起具有的组合高度为大约2μm。钝化层220可以包含SiNx或SiO2,并且具有的高度可以为大约3μm。在某些示例中,有源层230具有的高度可以为大约100-200nm。
图2B是根据第一实施例的沿图1中的2B-2B线所截取的DFB激光器芯片100的第二剖视图245。图2B示出了横向方向和垂直方向。第二剖面图245示出了DFB激光器芯片100包括图1中的第一横向部分110、第二横向部分120、第一金属条130、第二金属条140、第二横向连接器170和第二焊垫180。在某些示例中,第二焊垫180的高度可以为大约2-3μm。
第二剖面图245进一步示出了DFB激光器芯片100包括图2A中的第一波导210、第二波导215、钝化层220、波导基底225、有源层230、外延层235和基板240。第二剖视图245进一步示出了DFB激光器芯片100包括第二垂直间隙250。该第二垂直间隙250是钝化层220的一部分,将第二焊垫180与波导基底225分隔开,并且在某些示例中具有的高度可以为大约1μm。
在工作中,外部驱动电流被注入到第一焊垫160中,穿过第一横向连接器150和第一金属条130,并进入有源层230。外部驱动电流在有源层230中导致粒子数反转,从而使得有源层230提供光学增益。当处于高能态的电子多于处于低能态的电子时,发生粒子数反转。光波在第一波导210内部来回穿行,并被有源层230放大。如果光学增益高于腔损耗,则光功率逐渐增加并开始发射激光。此外,位于有源层230之上或之下的光栅层形成波长选择滤波器,使得只能发射出满足激光条件的特定波长的激光。控制外部驱动电流以控制DFB激光器芯片100的输出功率。在关于第一焊垫160、第一横向连接器150、第一金属条130、以及包括波导210和对应的第一端面的第一腔来讨论工作运行的同时,关于第二焊垫180、第二横向连接器170、第二金属条140、以及包括波导215和对应的第二端面的第二腔发生了相同的工作运行。
图3A是根据本公开的第二实施例的沿图1中的2A-2A线所截取的DFB激光器芯片100的剖面图300。该剖面图300与图2A中的剖面图200相似。具体而言,类似于剖面图200,剖面图300示出了DFB激光器芯片100包括图1中的第一横向部分110、第二横向部分120、第一金属条130、第一横向连接器150、第一焊盘160和第二金属条140。此外,类似于剖面图200,剖面图300示出了DFB激光器芯片100包括第一垂直间隙305、第一波导310、第二波导315、钝化层320、波导基底325、外延层335和基板340。
但是,不同于剖面图200中的第二金属条140和第二波导215可具有大约1μm的组合高度,在剖面图300中,第二金属条单独具有大约1μm的高度。此外,不同于剖面图200显示了一个有源层230,剖面图300显示了第一有源层360和第二有源层370。此外,不同于剖面图200,剖面图300显示了电流阻挡层355、365和375。第一波导310和第二波导315在波导基底325之下在垂直方向上延伸;被隐埋在电流阻挡层355、365、375之间;并因此可以被称为隐埋式异质结构波导310和315。因此,DFB激光器芯片100可以被称为隐埋式异质结构波导DFB激光器芯片。在某些示例中,电流阻挡层355、365、375的高度可以为大约1μm。
图3B是根据第二实施例的沿图1中的2B-2B线所截取的DFB激光器芯片100的剖面图345。剖面图345与图2B的剖面图245类似。具体而言,类似于剖面图245,剖面图345示出了DFB激光器芯片100包括图1中的第一横向部分110、第二横向部分120、第一金属条130、第二金属条140、第二横向连接器170和第二焊垫180。此外,类似于剖面图245,剖面图345示出了DFB激光器芯片100包括第一波导310、第二波导315、钝化层320、波导基底325、第二垂直间隙350、电流阻挡层355、第一有源层360、电流阻挡层365、第二有源层370、电流阻挡层375、外延层335和基板340。
如图所示,DFB激光器芯片100具有两个波导,一方面可以是第一波导210和第二波导215,或者另一方面可以是第一波导310和第二波导315。与其他具有两个波导的DFB激光器芯片不同,该DFB激光器芯片100在第一横向部分110中具有第一金属条130、第二金属条140、第一横向连接器150和第二横向连接器170,并且在第二横向部分120中具有第一焊垫160和第二焊垫180。另外,与其他具有两个波导的DFB激光器芯片不同,该DFB激光器芯片100在第一横向部分110中具有第一波导210、310和第二波导215、315,并且在第二横向部分120中具有第一焊垫160和第二焊垫180。因此,与其他DFB激光器芯片相比,该DFB激光器芯片100的面积要小大约30%。
图4是示出了根据本公开的实施例的DFB激光器芯片的制造方法400的流程图。所述方法400是DFB激光器芯片100的整体制造的一部分。制造商可以同时在晶圆上执行所述方法400以及多个DFB激光器芯片的整体制造。例如,所述晶圆是包括22,000个DFB激光器芯片的2×2英寸的晶圆。
在步骤410处,使用PECVD沉积钝化层的第一部分。例如,制造商将钝化层220沉积达到第二金属条140和第二横向连接器170的高度。或者,使用另一沉积过程。在步骤420处,针对第二金属条、第二横向连接器和第二焊垫执行第一光刻。例如,制造商执行针对第二金属条140、第二横向连接器170和第二焊垫180的光刻。在步骤430处,沉积第二金属条、第二横向连接器和第二焊垫,并且执行第一剥离。例如,制造商沉积第二金属条140、第二横向连接器170和第二焊垫180,并且制造商剥离由步骤420中的第一光刻所留下的任何模板。
在步骤440处,使用PECVD沉积钝化层的第二部分。例如,制造商沉积该钝化层220的剩余部分。或者,使用另一沉积过程。在步骤450处,针对第一金属条、第一横向连接器和第一焊垫执行第二光刻。例如,制造商执行针对第一金属条130、第一横向连接器150和第一焊垫160的光刻。最后,在步骤460处,沉积第一金属条、第一横向连接器和第一焊垫,并且执行第二剥离。例如,制造商沉积第一金属条130、第一横向连接器150和第一焊垫160,并且制造商剥离由步骤450中的第二光刻所留下的任何模板。
图5是DFB激光器芯片背端面的阈值增益差相对于光栅相位的图500。该背端面可以是背表面、背面或背镜面层。在图500中,x轴表示以π弧度表示的光栅相位,并且y轴表示以恒定单位表示的阈值增益差。阈值增益差是主模和边模之间的,并因此与SMSR相关。如图所示,随着光栅相位从0π弧度增加到1π弧度,阈值增益差从0增加到大约0.8的峰值;随着光栅相位从1π弧度增加到2π弧度,阈值增益差从0.8的峰值减小到0。0.4的阈值增益差与35dB的SMSR相关,并因此代表了具有可接受的光栅相位的波导。0.4的阈值增益差对应于0.46π弧度和1.54π弧度的衍射光栅相位。因此,0π至0.46π弧度和1.54π至2π弧度的光栅相位可能是不可接受的,而0.46π至1.54π弧度的光栅相位可能是可接受的。
返回图2A至图3B中,第一波导210、310和第二波导215、315每个包括光栅相位。由于制造过程的变化,光栅相位也会有所不同,因此难以确保第一波导210、310和第二波导215、315包括介于0.46π至1.54π弧度的范围内的光栅相位。尽管这可能很困难,但制造过程允许这些光栅相位之间的光栅相位偏移的变化较小。
具体而言,制造商可以使第一波导210和第二波导215的光栅相位相对彼此偏移约1π弧度或约180°。类似地,制造商可以使第一波导310和第二波导315的光栅相位相对彼此偏移约180°。制造商可以通过以下方式来实现:使第一波导210、310的光栅具有较高的折射率点、而第二波导215、315的光栅具有较低的折射率点,或者使第一波导210、310的光栅具有较低的折射率点、而第二波导215、315的光栅具有较高的折射率点。或者,将光栅相位偏移另一合适的量。或者,DFB激光器芯片100包括N个波导,该N个波导的光栅相位相对于彼此偏移大约2π/N弧度或大约360°/N。
在第一示例中,第一波导210的光栅相位是0.25π弧度,在0.46π至1.54π弧度的范围之外。但是,如果制造商使得第一波导210和第二波导215的光栅相位相对于彼此偏移180°,则第二波导215的光栅相位为1.25π弧度,在0.46π至1.54π弧度的范围之内。在第二示例中,第一波导210的光栅相位为1.25π弧度,在0.46π至1.54π弧度的范围内。但是,如果制造商使第一波导210和第二波导215的光栅相位相对于彼此偏移180°,则第二波导215的光栅相位为0.25π弧度,在0.46π至1.54π弧度的范围之外。。
在第一示例和第二示例中,第一波导210或第二波导215的光栅相位在0.46π至1.54π弧度的范围内。这对于任何两个其光栅相位相对彼此偏移180°的波导来说都是可行的。因此,具有多个DFB激光器芯片100的晶圆可以具有大约100%的芯片良率。结合面积减少了约30%的改进,DFB激光器芯片100可以将2×2英寸晶圆的芯片产量从6,000至13,000个DFB激光器芯片增加到大约22,000个DFB激光器芯片。
图6是示出了根据本公开的实施例的DFB激光器芯片的封装方法600的流程图。在步骤610处,获得DFB激光器芯片和光纤。例如,DFB激光器芯片是DFB激光器芯片100,光纤是SSMF。
在步骤620处,标记DFB激光器芯片的一侧。例如,制造商在类似于图1中的DFB激光器芯片100的DFB激光器芯片的纵向顶侧或纵向底侧做标记。所述纵向顶侧或纵向底侧可以对应于DFB激光器芯片100的不发射光波的无源侧。标记为所述方法600的后续步骤提供了DFB激光器芯片100的取向。
在步骤630处,测试DFB激光器芯片,以确定工作波导(或最合适的波导)。例如,制造商测试从第一波导210和第二波导215发出的光波,以确定第一波导210的SMSR和第二波导的SMSR。封装者确定具有较高SMSR的波导为工作波导。较高的SMSR大于或等于35dB。具有较低SMSR的波导是非工作波导。较低的SMSR小于约35dB。
在步骤640处,记录工作波导。例如,制造商记录:DFB激光器芯片100的哪一侧被标记,以及是左侧波导还是右侧波导为工作的。该信息足以在随后确定第一波导210还是第二波导215是工作波导。可选地,制造商标记出工作波导,标记出非工作波导,或遮挡非工作波导。
最后,在步骤650处,通过将工作波导与光纤对齐来封装DFB激光器芯片。例如,封装者基于步骤620的标记和步骤640的记录来确定哪个波导是工作波导。然后,封装者将工作波导与光纤对齐,并将光纤固定至DFB激光器芯片100。所述光纤可以是固定至DFB激光器芯片100的较大组件的一部分。
图7A是根据本公开的实施例的激光器驱动电路700的示意图。激光器驱动电路700包括:激光器(或激光发光二极管)705、710;晶体管715、720;和电流源725。激光器705、710可以对应于DFB激光器芯片100中的第一波导210、310或第二波导215、315。电流源725为激光器705、710提供偏置。
图7B是根据本公开的另一实施例的激光器驱动电路730的示意图。激光器驱动电路730包括:电感735、750、770、785;激光器740、775;电容器745、780;电流源755、765、795;和晶体管760、790。激光器740、775可以对应于DFB激光器芯片100中的第一波导210、310或第二波导215、315。电流源755、765为激光器740、775提供偏置。
激光器驱动电路700、730提供了至少三个优势。第一,激光器705、710和激光器740、775提供匹配的负载。第二,DFB激光器芯片100提供恒定的热,因此激光器驱动电路700、730在突发模式下工作运行时不会出现波长漂移。第三,当DFB激光器芯片100和光电探测器处于同一封装中时,例如处于同一TO罐时,对于单光纤双向传输来说,因为将差分信号施加到激光器705、710和激光器740、775,因此减小了从发射器到接收器的串扰。
除非另有说明,否则术语“大约”是指包括其后数字的±10%的范围。术语“基本上”意味着在1%、5%、10%或其他合适的度量范围内,或意味着在制造公差范围内。虽然已经在本公开中提供了若干实施例,但是可以理解的是,可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下以许多其他特定形式体现所公开的系统和方法。所述示例应被视为说明性的而非限制性的,并且意图不是限于本文提出的细节。例如,可以将各种要素或组件组合或集成到另一系统中,或者某些功能可以被省略或不实现。
此外,以离散或分离的方式在不同实施例中描述和说明的技术、系统、子系统和方法可以在不脱离本公开的范围的情况下与其他系统、组件、技术或方法组合或集成在一起。显示或讨论的耦合的其他项目可以直接耦合,或可以以电气的方式、机械的方式或其他方式通过一些接口、装置或中间组件进行间接耦合或通信。可以在不脱离本文所公开的精神和范围的情况下由本领域技术人员确定其他变化、替代和变更的示例。

Claims (20)

1.一种激光器芯片,包括:
第一横向部分,包括:
第一金属条,
耦合到所述第一金属条的第一横向连接器,
第二金属条,和
耦合到所述第二金属条的第二横向连接器;以及
第二横向部分,耦合到所述第一横向部分并且包括:
耦合到所述第一横向连接器的第一焊垫,和
耦合到所述第二横向连接器的第二焊垫。
2.根据权利要求1所述的激光器芯片,其中,所述第一金属条和所述第二金属条是纵向对齐的。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第一焊垫和所述第二焊垫是横向对齐的。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第一横向连接器比所述第二横向连接器更宽。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第一金属条、所述第一横向连接器和所述第一焊垫垂直延伸至所述激光器芯片的顶部。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第二焊垫垂直延伸至所述激光器芯片的顶部。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第二金属条和所述第二横向连接器未垂直延伸至所述顶部。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第一横向部分还包括:
耦合到所述第一金属条的第一波导;和
耦合到所述第二金属条的第二波导。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第一波导和所述第二波导是脊波导。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第一波导和所述第二波导是隐埋式异质结构波导。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的激光器芯片,其中,所述第一波导包括第一光栅相位,其中所述第二波导包括第二光栅相位,并且其中,所述第二光栅相位相对于所述第一光栅相位偏移大约180°。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的激光器芯片,还包括:
作为工作波导的第一波导;和
作为非工作波导的第二波导。
13.一种分布式反馈DFB激光器芯片的制造方法,所述方法包括:
沉积钝化层的第一部分;
沉积第二金属条;
沉积所述钝化层的第二部分;以及
沉积第一金属条。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括:
使用等离子体增强化学气相沉积PECVD进一步沉积所述第一部分;以及
使用PECVD进一步沉积所述第二部分。
15.根据权利要求13至14中的任一项所述的方法,还包括:
针对所述第二金属条执行第一光刻;以及
针对所述第一金属条执行第二光刻。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的方法,其中,所述第二金属条未垂直延伸至所述DFB激光器芯片的顶部。
17.根据权利要求13至16中的任一项所述的方法,其中,所述第一金属条垂直延伸至所述顶部。
18.一种分布式反馈DFB激光器芯片的封装方法,所述方法包括:
获得包括第一波导和第二波导的DFB激光器芯片,所述第一波导包括第一光栅相位,所述第二波导包括第二光栅相位,并且所述第二光栅相位相对于所述第一光栅相位偏移大约180°;以及
测试所述DFB激光器芯片,以确定工作波导,所述工作波导包括具有较高边模抑制比SMSR的波导。
19.根据权利要求18的方法,还包括:
获得光纤;以及
通过将所述工作波导与所述光纤对齐来封装所述DFB激光器芯片。
20.根据权利要求18至19中的任一项所述的方法,还包括遮挡非工作波导,其中,所述非工作波导是具有较低SMSR的波导。
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