JP7316304B2 - 埋設型レーザ光源を備えた光チップ - Google Patents
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Description
チップ平面に平行な上面及び下面を有する基板を備えており、この基板は、上面と下面の間に、
50μmを超える厚さを有するキャリアであって、光学部品が配置されていないキャリアと、
接着面を介してキャリアに接着された光学層と、
この光学層は、上面から接着面まで連続して、酸化物サブレイヤ及び埋込サブレイヤを含み、
光学層に埋め込まれたレーザ光源とを備えており、
このレーザ光源は、接着面に対向する酸化物サブレイヤの面に設けられたウェーブガイドであって、埋込層の誘電体材料に埋め込まれたウェーブガイドを備えており、このウェーブガイドは、埋込サブレイヤに埋め込まれた第1の電気接点を含む。
正しく機能するために電流又は電圧を供給する必要があり、及び/又は、
光信号を電気信号に変換し(光検出器の場合)、又は電気信号を光信号に変換する(光変調器の場合)。
主に水平に延在する複数の金属線と、
これらの金属線を電気的に接続する複数の金属ビアとを含む。
接着面40と同一平面上にある金属線58と、
この金属線58を下部54の上部に直接接続する金属ビア60とを備える。
nドープ半導体で作られた下層78と、
活性層80と、
pドープ半導体で作られた上層82とを備える。
中央リブ142(図3)と、
中央リブ142に平行に配置された2つの突起部144A及び144B(図3)と、
中央リブ142と突起部144A及び144Bのそれぞれとを機械的に接続して熱接続する2つのリム146A及び146B(図3)とを備える。
サブレイヤ122の電気相互接続レベル94に埋め込まれた金属線114と、
接着面40と同一平面上の金属線116と、
金属線116から金属線114まで垂直に直接延びる金属ビア118とを備える。
4本の埋め込まれた金属線132~135と、
連続する金属線のレベルを電気的に接続する金属ビア140と、
接着面40と同一平面上にあり、サブレイヤ120に配置される金属線138とを備える。
ウェーブガイド76及び光学部品72をサブレイヤ122の光ガイドレベル92に作製する工程と、
第2のビア130及びビア158A,158B,158Cを作製する工程と、
第2のビア100及び102の下部110を作製する工程とを含む。
光学層38が、光学層202によって置き換えられており、
第2のビア130が、第2のブラインドビア204に置き換えられており、
光チップ200が、第3のビア206を備えること以外、光チップ18と同じである。
第2のスルービア100及び102が、それぞれ第2のスルービア252及び254に置き換えられ、
光学部品70がレーザ光源256に置き換えられ、
第2のビア130が、第2のスルービア258、電子チップ260、及び第3のビア262に置き換えられていること以外、光チップ18と同じである。
接点86が接点274に置き換えられ、
ウェーブガイド76がウェーブガイド276に置き換えられていること以外、光学部品70と同じである。
セクションII.1:ビアの変形例
ビア158A及び158Bの下端部は、それぞれ第1のビア50及び51に電気的及び機械的に接続され、又は
ビア158A及び158Bの下端部は、第1のビア50、51又は52に電気的及び機械的に接続され、又は、
ビア266の下端部は、第1のビア50、51、又は52に電気的及び機械的に接続される。
第2の実施形態では、ビア158A、158B及び266のうちの少なくとも1つの下端部は、追加の第1のビアに電気的及び機械的に接続される。この追加の第1のビアは電気的に絶縁される。そのため、追加の第1のビアは、第1のビア50、51、及び52から電気的に絶縁される。従って、この追加の第1のビアは、電気的な接続のために使用されない。例えば、ビア158A又は158Bの下端部は、そのような追加の第1のビアに電気的及び機械的に接続される。
Claims (10)
- チップ平面と称する平面に存在する光チップであって、
前記チップ平面に平行な上面及び下面(32,34)を有する基板(30)を備え、
この基板は、前記上面と前記下面との間に、
50μmを超える厚さを有し、光学部品を備えていないキャリア(36)と、
接着面(40)を介してキャリア(36)に接着された光学層(38;202)であって、前記上面から前記接着面(40)まで連続して、酸化物サブレイヤ(90)及び埋込サブレイヤ(122)を含む光学層と、
前記光学層(38;202)に埋め込まれたレーザ光源(70;256)であって、ウェーブガイド(76;276)を備えたレーザ光源とを備えており、
このウェーブガイドは、接着面(40)に対向する酸化物サブレイヤ(90)の面に形成され、前記埋込サブレイヤの誘電体材料内に埋め込まれており、前記埋込サブレイヤ(122)内に埋め込まれた第1の埋込型電気接点(148A,148B,148C;264)を備えており、
前記光チップは、前記光学層(38;202)内で、前記接着面(40)から前記ウェーブガイドの前記第1の埋込型電気接点(148A,148B,148C;264)まで延在するビア(158A,158B,158C;266)を形成する相互接続金属ネットワークを含み、
この相互接続金属ネットワークは、前記チップ平面に平行に延在する複数の金属線と互いに電気的に接続する複数の金属ビア(140)を含み、これらの金属線は、前記光学層(38;202)内で、互いに上下に配置されることを特徴とする、光チップ。 - 前記ウェーブガイド(76;276)は、中央リブ(142)を備えており、
前記第1の埋込型電気接点(148C;264)は、前記チップ平面に垂直な方向において、前記接着面(40)に対向する前記中央リブの下面の下に配置され、また、この下面から0nmから500nmの距離に配置される、請求項1に記載の光チップ。 - 前記中央リブ(142)の厚さは、300nm未満であり、
前記第1の埋込型電気接点(264)は、この中央リブと機械的に直接接触する、請求項2に記載の光チップ。 - 前記第1の埋込型電気接点(148C)は、前記中央リブ(142)の前記下面から10nmから500nmの距離の配置される、請求項2に記載の光チップ。
- 前記ウェーブガイド(76)は、中央リブ(142)と、少なくとも1つの横方向突起部(144A,144B)と、前記横方向突起部を前記中央リブに接続する少なくとも1つのリム(146A,146B)とを含み、前記リムの厚さは、前記中央リブの厚さの2分の1未満であり、
前記第1の埋込型電気接点(148A,148B)は、前記横方向突起部の下面と機械的に直接接触し、この前記横方向突起部の下面は、前記接着面(40)に対向する、請求項1~4のいずれか1項に記載の光チップ。 - 前記相互接続金属ネットワークの前記金属ビア(140)の最大直径は、3μm未満である、請求項1~5のいずれか1項に記載の光チップ。
- 前記キャリア(36)は、相互接続層であり、
前記基板は、
前記光学層(38;202)に埋め込まれた第2の埋込型電気接点(74;212)を含む群から選択された電気端子と、この第2の埋込型電気接点は、光学部品(72)又は電子部品(210)の電気接点であり、
前記基板の前記上面に配置された電気トラック(106,108;276,280)とを備えており、
前記光チップは、
前記基板の下面(34)に配置された複数の電気接続パッドであって、それぞれが、はんだバンプ(152~154)を介して、別のキャリア(14)に電気的に接続可能な電気接続パッドと、
前記下面(34)から相互接続層を通って延在し、前記電気接続パッドの1つを前記電気端子に電気的に接続する第1のビア(50~52)であって、10μm以上の直径を有する第1のビアとを備えており、
前記光学層(38;202)の厚さは、15μm未満であり、
前記第1のビア(50~52)は、前記下面(34)と前記接着面(40)の間においてのみ、前記相互接続層内に延在するため、前記光学層(38;202)に延在しておらず、
前記光チップは、前記第1のビアを前記光学層に延長して、前記第1のビアを前記電気端子に電気的に接続させる第2のビア(100,102,130;204;252,254,258)を備えており、
この第2のビアは、前記光学層(38;202)内を、前記接着面(40)から前記電気端子まで延在しており、
この第2のビアの最大直径は3μm未満である、請求項1~6のいずれか1項に記載の光チップ。 - 前記光学層内を、前記接着面(40)から前記ウェーブガイド(76;276)の前記第1の埋込型電気接点(148A,148B,148C;264)まで延在する前記ビアは、全ての第1のビアから電気的に絶縁される、請求項7に記載の光チップ。
- 前記ウェーブガイド(76)は、
中央リブ(142)、
前記中央リブに機械的に接続され、厚さが前記中央リブの厚さの2分の1未満である横方向リム(146A,146B)、及び
前記横方向リム(146A,146B)によって前記中央リブ(142)に接続された横方向突起部(144A,144B)のうちの少なくとも1つを備えており、
前記第1の埋込型電気接点は、前記チップ平面に垂直な方向において、前記中央リブ(142)、前記横方向リム(146A,146B)又は前記横方向突起部(144A,144B)から、500nm未満の位置に配置される、請求項1~8のいずれか1項に記載の光チップ。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の光チップを製造する方法であって、
前記光学層(38;202)の少なくとも一部を、250μmを超える厚さを有する第1のハンドル(164)に固定する工程(160)と、
前記光学層(38;202)の少なくとも一部は、前記第1のハンドルから連続して、
酸化物サブレイヤ(90)と、
埋込サブレイヤ(122)と、
第1の接着面とを備えており、
前記光学層(38;202)の少なくとも一部はさらに、
前記第1の接着面に対向する前記酸化物サブレイヤ(90)の面に設けられ、前記埋込サブレイヤの誘電体材料に埋め込まれたウェーブガイド(76;276)であって、前記埋込サブレイヤ(122)に埋め込まれた第1の埋込型電気接点を備えるウェーブガイドと、
前記埋込サブレイヤ内を、前記ウェーブガイドの前記第1の接着面から第1の埋込型電気接点まで延在するビアを形成する相互接続金属ネットワークであって、前記チップ平面に平行に延在する金属線を互いに電気的に接続する金属ビア(140)を備える相互接続金属ネットワークとを含み、
これらの金属線は、前記埋込サブレイヤ内で上下に配置されており、
厚さが50μmを超えるキャリア(36)を、厚さが250μmを超える第2のハンドル(170)に固定する工程(162)と、
このキャリアは、前記第2のハンドルの反対側の第2の接着面(172)を備えており、光学部品が配置されておらず、
前記第1の接着面を前記第2の接着面に接着させて、前記接着面(40)を得る工程(174)と、
前記第1のハンドルを取り外して、前記光学層の前記少なくとも一部の前記酸化物サブレイヤ(90)を露出させる工程(176)と、
この露出した前記酸化物サブレイヤ(90)に、前記ウェーブガイドを備えるレーザ光源の光を増幅する増幅部を配置する工程(178)と
を含む、方法。
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