KR20240127265A - 파이버 대 칩 통합을 위한 광학 커플링 어댑터 - Google Patents

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KR20240127265A
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퉁-리앙 사오
유-셍 후앙
첸-후아 유
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타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
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Abstract

방법은 포토닉 집적 회로 다이를 포함하는 광학 엔진을 형성하는 단계 - 포토닉 집적 회로 다이는 광학 컴포넌트를 포함함 -, 레이저 기입된 도파관(laser written waveguide)을 포함하는 어댑터를 형성하는 단계, 및 광학 엔진, 어댑터, 및 광학 파이버를 패키지로서 조립하는 단계를 포함한다. 광학 파이버는 어댑터 내의 레이저 기입된 도파관을 통해 광학 컴포넌트에 광학적으로 커플링된다.

Description

파이버 대 칩 통합을 위한 광학 커플링 어댑터{OPTICAL COUPLING ADAPTER FOR FIBER-TO-CHIP INTEGRATION}
본 출원은 "Optical Coupling Adapter for Fiber-to-Chip Integration"이라는 명칭으로 2023년 2월 15일에 가출원된 미국 특허 출원 번호 제63/485,044호의 이익을 청구하며, 이 출원은 여기서 참조로서 병합된다.
고성능 컴퓨팅 시스템에 대한 대역폭 요건이 급속히 성장함에 따라, 고속 광학 입력/출력(Input/Output; I/O) 모듈들이 점점 더 사용되어 왔다. 광학 I/O 모듈들은 종종 회로 구동 소스들로서 광원(레이저)에 연결된다.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 방법은, 포토닉 집적 회로 다이를 포함하는 광학 엔진을 형성하는 단계 - 포토닉 집적 회로 다이는 광학 컴포넌트를 포함함 -; 레이저 기입된 도파관(laser written waveguide)을 포함하는 어댑터를 형성하는 단계; 및 광학 엔진, 어댑터, 및 광학 파이버를 패키지로서 조립하는 단계를 포함하며, 광학 파이버는 어댑터 내의 레이저 기입된 도파관을 통해 광학 컴포넌트에 광학적으로 커플링된다. 실시예에서, 방법은, 광학 파이버를 투명 블록에 부착하는 단계; 및 광학 파이버가 투명 블록에 부착된 후, 투명 블록 내에 레이저 기입된 도파관을 기입하여 어댑터를 형성하는 단계를 더 포함한다.
실시예에서, 방법은, 투명 블록 내에 레이저 기입된 도파관을 기입하여 어댑터를 형성하는 단계를 더 포함하며, 광학 파이버는 레이저 기입된 도파관이 기입된 후에 어댑터에 부착된다. 실시예에서, 방법은, 인터포저에 어댑터를 부착하는 단계 - 인터포저는 제1 도파관을 포함하고, 레이저 기입된 도파관은 에바네센트 커플링(evanescent coupling)을 통해 제1 도파관에 광학적으로 커플링됨 -; 및 광학 엔진을 인터포저에 본딩하는 단계 - 광학 엔진은 제2 도파관을 포함하고, 제1 도파관은 에바네센트 커플링을 통해 제2 도파관에 광학적으로 커플링됨 -를 더 포함한다. 실시예에서, 광학 엔진 내의 광학 컴포넌트는 에지 커플러를 포함하고, 레이저 기입된 도파관은 에지 커플러에 광학적으로 커플링된다. 실시예에서, 어댑터는 광학 엔진과 오버랩되는 부분을 포함하고, 레이저 기입된 도파관은 제1 렌즈를 포함하고, 제1 렌즈는 광학 엔진 내의 제2 렌즈에 정렬된다.
실시예에서, 방법은 광학 엔진 및 어댑터에 패키지 컴포넌트를 부착하는 단계를 더 포함하고, 패키지 컴포넌트는 홈을 포함하고, 어댑터는 홈 내로 연장되는 부분을 포함한다. 실시예에서, 방법은 광학 파이버의 아래에 놓여 있고 광학 파이버를 지지하는 지지체를 부착하는 단계를 더 포함한다. 실시예에서, 레이저 기입된 도파관은 어댑터 내에서 곡선형이다. 실시예에서, 레이저 기입된 도파관은 어댑터의 단면도에서 직선이다. 실시예에서, 어댑터는 레이저 기입된 도파관에 접합된 레이저 기입된 렌즈(laser written lens)를 더 포함하고, 레이저 기입된 렌즈는 레이저 기입된 도파관과 광학 파이버 사이에 있다.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 패키지는, 포토닉 집적 회로 다이를 포함하는 광학 엔진 - 포토닉 집적 회로 다이는 광학 컴포넌트를 더 포함함 -; 레이저 기입된 도파관을 포함하는 어댑터 - 레이저 기입된 도파관의 제1 단부는 광학 컴포넌트에 광학적으로 커플링됨 -; 및 레이저 기입된 도파관의 제2 단부에 정렬된 광학 파이버를 포함한다. 실시예에서, 광학 컴포넌트는 제1 도파관을 포함하고, 패키지는, 제2 도파관을 포함하는 인터포저를 더 포함하며, 제1 도파관과 제2 도파관은 에바네센트 커플링을 통해 광학적으로 커플링되도록 구성되고, 제2 도파관과 레이저 기입된 도파관은 에바네센트 커플링을 통해 광학적으로 커플링되도록 구성된다.
실시예에서, 광학 컴포넌트는 레이저 기입된 도파관의 제1 단부에 정렬된 에지 커플러를 포함한다. 실시예에서, 패키지는 패키지 컴포넌트를 더 포함하고, 광학 엔진과 광학 파이버는 패키지 컴포넌트에 부착되고, 어댑터는 패키지 컴포넌트 내의 홈 내로 연장된다. 실시예에서, 패키지는 패키지 컴포넌트; 및 패키지 컴포넌트 상에 있고 광학 파이버를 지지하는 지지체를 더 포함한다. 실시예에서, 패키지는 어댑터 내의 복수의 레이저 기입된 도파관들을 포함하고, 레이저 기입된 도파관들은 제1 피치를 갖는 제1 단부들, 및 제1 피치보다 큰 제2 피치를 갖는 제2 단부들을 갖고, 레이저 기입된 도파관은 복수의 레이저 기입된 도파관들 중에 있다.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 패키지는, 패키지 기판; 패키지 기판 위에 있고 패키지 기판에 본딩된 인터포저; 인터포저 위에 있고 인터포저에 본딩된 광학 엔진; 인터포저에 부착된 어댑터 - 어댑터는 레이저 기입된 도파관을 포함함 -; 및 패키지 기판에 부착된 광학 파이버 - 광학 파이버는 레이저 기입된 도파관 및 인터포저를 통해 광학 엔진에 광학적으로 커플링됨 -를 포함한다. 실시예에서, 인터포저는 제1 도파관을 포함하고, 광학 엔진은 제2 도파관을 포함하고, 제1 도파관은 에바네센트 커플링을 통해 레이저 기입된 도파관과 제2 도파관 둘 다에 광학적으로 커플링된다. 실시예에서, 레이저 기입된 도파관은 곡선형이다.
본 개시의 실시예들은 몇몇의 유리한 특징들을 갖는다. 레이저 기입된 도파관들을 포함하는 어댑터들을 형성함으로써, 광학 파이버들은 광학 엔진들과 통합될 수 있고, 어댑터들은 광학 파이버들의 크기들과 피치들, 그리고 광학 엔진들 내의 광학 컴포넌트들의 크기들과 피치들 사이의 차이에 적응하기 위해 사용된다.
본 개시의 양태들은 첨부 도면들과 함께 읽혀질 때 아래의 상세한 설명으로부터 최상으로 이해된다. 본 산업계에서의 표준적인 관행에 따라, 다양한 피처들은 실척도로 작도되지 않았음을 유념한다. 실제로, 다양한 피처들의 치수는 설명의 명료함을 위해 임의적으로 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
도 1 내지 도 5는 일부 실시예들에 따른 어댑터를 통한 포토닉 패키지의 통합에서의 중간 스테이지들의 단면도들을 예시한다.
도 6과 도 7은 일부 실시예들에 따른 에바네센트 커플링(evanescent coupling)을 통해 광학적으로 상호커플링된 도파관들의 평면도들을 예시한다.
도 8 내지 도 14는 일부 실시예들에 따른 어댑터들을 통해 광 엔진들과 통합된 광학 파이버들을 갖는 통합된 포토닉 패키지들을 예시한다.
도 15는 일부 실시예들에 따른 어댑터에서의 피치들의 변환에서의 평면도를 예시한다.
도 16은 일부 실시예들에 따른 홈(groove)을 포함하는 패키지 컴포넌트의 평면도를 예시한다.
도 17은 일부 실시예들에 따른 포토닉 패키지의 통합에서의 공정 흐름을 예시한다.
아래의 개시는 본 발명의 여러 특징들을 구현하는 많은 여러 실시예들 또는 예시들을 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해 컴포넌트 및 장치의 특정예들이 아래에서 설명된다. 물론, 이것들은 단지 예시들에 불과하며, 이것들로 한정시키고자 의도한 것은 아니다. 예를 들어, 이후의 상세설명에서 제2 피처 상에서의 또는 그 위에서의 제1 피처의 형성은 제1 및 제2 피처들이 직접적으로 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함할 수 있으며, 또한 제1 및 제2 피처들이 직접적으로 접촉하지 않을 수 있도록 추가적인 피처들이 제1 및 제2 피처들 사이에서 형성될 수 있는 실시예들을 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예시들에서 참조 숫자들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간략화 및 명료화를 목적으로 한 것이며, 그러한 반복 자체는 개시된 다양한 실시예들 및/또는 구성들 간의 관계에 영향을 주는 것은 아니다.
또한, 도면들에서 도시된 하나의 엘리먼트 또는 피처에 대한 다른 엘리먼트(들) 또는 피처(들)의 관계를 설명하기 위해 "아래", "밑", "보다 낮은", "위", "보다 위" 등과 같은 공간 상대적 용어들이 설명의 용이성을 위해 여기서 사용될 수 있다. 공간 상대적 용어들은 도면들에서 도시된 배향에 더하여 이용중에 있거나 또는 동작중에 있는 디바이스의 상이한 배향들을 망라하도록 의도된 것이다. 장치는 이와달리 배향될 수 있고(90° 회전되거나 또는 다른 배향으로 회전됨), 이에 따라 여기서 이용되는 공간 상대적 기술어들이 이와 똑같이 해석될 수 있다.
광학 파이버(들)을 광학 엔진과 통합하기 위한 어댑터를 포함하는 포토닉 패키지 및 이를 형성하는 방법이 제공된다. 어댑터는 레이저 기입(laser writing)을 통해 형성되는 레이저 기입된 도파관(laser written waveguide)(들)을 내부에 포함한다. 레이저 기입된 도파관들은 광학 파이버(들)을 도파관들 및/또는 에지 커플러들과 같은 광학 컴포넌트들에 광학적으로 그리고 신호적으로 연결시킨다. 본 명세서에서 논의된 실시예들은 본 개시의 발명내용을 실시하거나 또는 사용할 수 있게 하는 예시들을 제공하기 위한 것이며, 본 업계의 당업자는 상이한 실시예들의 구상가능한 범위 내에 남아있으면서 행해질 수 있는 변경들을 쉽게 이해할 것이다. 다양한 도면들과 예시적인 실시예들 전반에 걸쳐, 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용된다. 방법 실시예들이 특정 순서로 수행되는 것으로서 설명될 수 있지만, 다른 방법 실시예들은 임의의 논리적 순서로 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 개시의 일부 실시예들에 따른 광학 엔진과의 광학 파이버의 통합에서의 중간 스테이지들의 단면도들을 예시한다. 대응하는 공정들은 또한 도 17에서 도시된 공정 흐름에서 개략적으로 반영된다. 후속 논의에서, "광학 신호", "광", 및 "레이저"라는 용어들은 상호교환적으로 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 패키지(10)가 형성되며, 패키지(10)는 광학 엔진을 내부에 포함한다. 각각의 공정은 도 17에서 도시된 공정 흐름(200)에서의 공정(202)으로서 예시된다. 일부 실시예들에 따르면, 패키지 컴포넌트(20)는 다른 컴포넌트들을 그 위에 부착하기 위해 제공된다. 패키지 컴포넌트(20)는 패키지 기판, 인쇄 회로 보드, 디바이스 다이와 같은 다른 패키지 컴포넌트를 포함하는 패키지 등을 포함할 수 있다. 전기 도전성 피처들(22)이 패키지 컴포넌트(20)의 양측 상에 형성되고, 패키지 컴포넌트(20) 내부의 (예컨대, 금속 라인, 비아 등과 같은)(도시되지 않음) 도전성 경로들을 통해 연결된다.
일부 실시예들에 따르면, 패키지 컴포넌트(26)가 패키지 컴포넌트(20) 위에 배치되고 패키지 컴포넌트(20)에 본딩된다. 본딩은 솔더 본딩, 금속 대 금속 직접 본딩, 유전체 대 유전체 본딩 등을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 솔더 영역(24)은 패키지 컴포넌트(26)를 패키지 컴포넌트(20)에 본딩하기 위해 사용될 수 있다. 언더필(30)이 패키지 컴포넌트(20)와 패키지 컴포넌트(26) 사이의 갭 내에 디스펜싱될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 패키지 컴포넌트(26)는 인터포저를 포함하고, 인터포저는 기판(28) 및 기판(28) 내의 쓰루 비아(32)를 포함할 수 있다. 기판(28)은 실리콘 기판 또는 유전체 기판과 같은 반도체 기판일 수 있다. 금속 라인 및 비아(34)와 같은 도전성 피처들이 기판(28)의 최상측과 바닥측 상에 형성될 수 있다. 쓰루 비아(32)는 기판(28)의 최상측 상의 전기 도전성 피처들(34)을 기판(28)의 바닥측 상의 전기 도전성 피처들에 전기적으로 연결한다. 또한, 패키지 컴포넌트(26)는 패키지 컴포넌트(20)와 위에 있는 광학 엔진(40)을 전기적으로 상호연결하기 위해 사용될 수 있다. 유전체층(36)이 기판(28) 위에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 유전체층(36)은 실리콘 산화물, 실리콘 산화탄화물, 실리콘 산화탄화질화물 등과 같은 투명한 유전체 물질(들)로 형성될 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 유전체층(36) 내에, 도파관(38)이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 도파관(38)은 실리콘으로 형성된다. 대안적인 실시예들에 따르면, 도파관(38)은 실리콘 질화물로 형성되고, 따라서 이하에서는 질화물 도파관이라고 지칭된다. 유전체층(36) 내에 형성된 실리콘 도파관, 격자 커플러, 에지 커플러 등과 같은 다른 광학 컴포넌트들이 있을 수 있거나 또는 없을 수 있으며, 광학 컴포넌트들은 광학 신호가 송신 또는 처리될 수 있게 해준다.
광학 컴포넌트가 패키지 컴포넌트(26)에 형성될 때, 패키지 컴포넌트(26)는 후속하여 통합된 광학 파이버들로부터의 광학 신호들을 광학 엔진(40)으로 광학적으로 커플링하기 위한 또는 광학 엔진(40)으로부터의 광학 신호들을 후속하여 통합된 광학 파이버들로 광학적으로 커플링시키기 위한 광학 경로를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예들에 따르면, 패키지 컴포넌트(26)는 광학 엔진(40)과 패키지 컴포넌트(20) 간의 전기적 상호연결을 위해 사용되고, 패키지 컴포넌트(26) 내에는 광학 컴포넌트들이 형성되지 않는다. 예를 들어, 에지 커플러들이 광학 엔진(40) 내에 형성될 때, 광학 신호는 패키지 컴포넌트(26)를 거쳐가지 않고서, 광학 엔진(40)과 광학 파이버 사이에 직접 상호커플링될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 광학 엔진(40)은 패키지 컴포넌트(26) 위에 본딩되고, 패키지 컴포넌트(26)에 전기적으로 커플링된다. 본딩은 금속 대 금속 직접 본딩과 유전체 대 유전체 본딩 둘 다를 포함하는 하이브리드 본딩을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 엔진(40) 내의 본드 패드(46)가 패키지 컴포넌트(26) 내의 본드 패드(35)에 본딩된다. 또한, 광학 엔진(40) 내의 유전체층(44) 내의 표면 유전체층은 융합 본딩을 통해 패키지 컴포넌트(26) 내의 유전체층(36) 내의 표면 유전체층에 본딩되고, 이 때 Si-O-Si 본드가 생성된다.
일부 실시예들에 따르면, 광학 엔진(40)은 포토닉 집적 회로(photonic Integrated circuit; PIC) 다이 및 PIC 다이에 본딩된 전자 집적 회로(Electronic Integrated circuit; EIC)를 포함하며, 이것들은 별도로 예시되지 않는다. EIC 다이와 PIC 다이 간의 본딩은 또한 금속 대 금속 직접 본딩, 솔더 본딩, 또는 하이브리드 본딩을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, PIC 다이는, 비제한적인 예시로서, 실리콘 도파관, (실리콘) 질화물 도파관, 격자 커플러, 광검출기, 변조기, 에지 커플러 등을 포함하는 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다. PIC 다이는 광학 컴포넌트들이 형성되는 실리콘 기판을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, EIC 다이는 PIC의 동작을 제어하기 위한 회로들과 같은, PIC와 인터페이싱하기 위한 집적 회로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, EIC는 제어기, 드라이버, 증폭기 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. EIC는 또한 CPU를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, EIC는 PIC로부터 수신된 전기 신호들을 처리하기 위한 회로들을 포함한다. EIC는 또한 일부 실시예들에 따라, 다른 디바이스 또는 다이로부터 수신된 전기 신호들(디지털 또는 아날로그)에 따라 PIC의 고주파수 시그널링을 제어할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, EIC는 직렬화기/병렬화기(Serializer/Deserializer; SerDes) 기능을 제공하는 회로를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, EIC는 광학 신호들과 전기 신호들 사이의 I/O 인터페이스의 일부로서 작용할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, PIC는 광 투명일 수 있는 유전체층(44)을 포함할 수 있다. 도파관(42)이 유전체층(44) 내에 형성된다. 도파관(42)은 실리콘 도파관 및/또는 (실리콘) 질화물 도파관을 포함할 수 있다. 도파관(42)는 광학-전기 신호 변환 및/또는 전기-광학 신호 변환과 같은 추가적인 처리를 위해 광학 엔진(40) 내의 컴포넌트들로 광학 신호들을 운송하기 위해 사용된다.
도 2는 투명 블록(60)에 대한 광학 파이버(들)(54)의 부착을 예시한다. 각각의 공정은 도 17에서 도시된 공정 흐름(200)에서의 공정(204)으로서 나타난다. 하나의 광학 파이버(54)가 단면도로 예시되어 있지만, 투명 블록(60)에 부착된 단일 광학 파이버(54) 또는 복수의 광학 파이버들(54)이 있을 수 있다는 것이 이해된다. 복수의 광학 파이버들(54)이 채용될 때, 복수의 광학 파이버들(54)은 병렬로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 광학 파이버(54)는, 예컨대, 코팅(56)을 통해 기계적 운송(Mechanical Transfer; MT) 페룰(ferrule)(58)에 부착된 하나의 단부를 갖는다. 광학 파이버(54)는 레이저를 운송하기 위해 사용되는 코어(50), 및 코어(50)를 둘러싸는 클래딩층(52)을 포함할 수 있다. 또한, 클래딩층(52)을 더 둘러싸는 보호층(미도시됨)이 있을 수 있다(또는 없을 수 있다).
일부 실시예들에 따르면, 투명 블록(60)은 레이저에 대해 투명한 물질로 형성되거나 또는 이것을 포함한다. 예를 들어, 투명 블록(60)은 유리로 형성될 수 있거나 유리를 포함할 수 있고, 붕산염, 소다 석회 실리케이트, 플루오로지르코네이트 유리 등으로 형성될 수 있거나 또는 이것들을 포함할 수 있다. 투명 블록(60)은 또한 하이 실리카와 같은 실리콘 산화물계 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 광학 파이버(54)는 본딩을 통해 투명 블록(60)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 광학 파이버(54)의 클래딩층(52)은 실리콘 산화물계일 수 있고, 레이저 본딩 공정을 통해 투명 블록(60)에 본딩될 수 있다. 레이저 본딩 공정에서, 클래딩층(52)은 투명 블록(60)과 접촉하게 된다. 레이저 빔은 클래딩층(52) 및 투명 블록(60)의 접합 부분들 상에 투사되어 이들 부분들을 국부적으로 가열할 수 있다. 그 결과, 클래딩층(52)과 투명 블록(60) 사이에 본드가 형성되어 이들을 함께 본딩한다. 클래딩층(52) 및 투명 블록(60)이 실리콘 및/또는 산화물계인 일부 실시예들에 따르면, 본딩은 융합 본딩을 포함하고, Si-O-Si 본드가 형성된다.
코어(50)는 투명 블록(60)과 물리적으로 접촉할 수 있거나(그러나 본딩되지는 않음), 또는 투명 블록(60)으로부터 약간 이격될 수 있다. 대안적으로, 코어(50)는 용접을 통해 투명 블록(60)에 본딩될 수 있다. 이러한 실시예들에 따르면, 코어(50)가 국부적으로 용융될 수 있기 때문에, 코어(50)의 손상을 방지하도록 공정은 신중하게 제어된다.
대안적인 실시예들에 따르면, 본딩 대신에, 광학 파이버(54)를 투명 블록(60)에 부착하기 위해 광학 접착제(레이저에 대해 투명함)가 사용된다. 도 2에서, 계면(62)은 광학 파이버(54)와 투명 블록(60) 간의 용접 계면일 수 있거나, 또는 광학 파이버(54)를 투명 블록(60)에 부착시키는 광학 접착제일 수 있는 부착 수단을 나타내기 위해 예시된다.
도 3은 투명 블록(60) 내에서의 도파관(64)의 레이저 기입을 예시한다. 각각의 공정은 도 17에서 도시된 공정 흐름(200)에서의 공정(206)으로서 나타난다. 일부 실시예들에 따르면, 레이저 기입은 펨토초 레이저 직접 기입(Femtosecond Laser Direct Writing; FLDW)을 통해 수행된다. 레이저 빔이 사용되고, 투명 블록(60) 내 선택된 영역들에 포커싱되어 투사되는데, 이를 선택된 영역들의 레이저 기입이라고 칭한다. 레이저 기입은 투명 블록(60)의 기입된 부분들의 특성들을 변화시키는 것을 초래한다. 예를 들어, 기입된 부분들의 굴절률은 기입되지 않은 부분들보다 더 높도록 증가될 수 있다. 결과적으로, 기입된 부분들이 연속적이고 경로를 형성할 때, 기입된 부분들은 도파관으로서 작용할 수 있으며, 이는 이하에서 레이저 기입된 도파관(64) 또는 도파관(64)으로서 지칭된다.
일부 실시예들에 따르면, 도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 레이저 기입은 광학 파이버(54)가 투명 블록(60)에 부착된 후에 수행된다. 이는 광학 파이버(54) 내의 코어(50)에 대한 레이저 기입된 도파관의 정확한 정렬을 가능하게 한다. 대안적인 실시예들에 따르면, 레이저 기입은 광학 파이버(54)가 투명 블록(60)에 부착되기 전에 수행된다. 따라서, 투명 블록(60)에 대한 광학 파이버(54)의 부착에서, 코어(50)가 레이저 기입된 도파관(64)에 정확하게 정렬되도록 능동적 정렬이 수행된다.
일부 실시예들에 따르면, 렌즈(66)가 또한 레이저 기입에 의해 투명 블록(60) 내에 형성되는데, 이를 이후부터는 레이저 기입된 렌즈(laser written lens)(66)라고 달리 칭한다. 렌즈(66)는 도파관(64)에 접합된다. 렌즈(66)는 투명 블록(60)의 예시된 우측 에지까지 연장될 수 있거나, 또는 투명 블록(60)의 기입되지 않은 부분만큼 투명 블록(60)의 예시된 우측 에지로부터 약간 이격될 수 있다. 도파관(64)의 예시된 좌측 단부는 투명 블록(60)의 바닥면에 닿을 수 있고, 그 바닥면에서 종결될 수 있다. 렌즈(66)는 코어(50)와 레이저 기입된 도파관(64) 중 하나로부터 수신된 레이저 빔을 포커싱하는 기능을 갖고, 포커싱된 레이저 빔을 코어(50)와 레이저 기입된 도파관(64) 중 다른 하나에 투사한다.
일부 실시예들에 따르면, 광학 파이버(54)의 코어(50)는 직경(D1)을 갖는다. 렌즈(66)의 직경(D2)은 직경(D1)보다 클 수 있다. 도파관(64)의 연결 단부는 치수(D3)를 가지며, 연결 단부는 렌즈(66)에 연결된다. 직경(D3)은 직경(D2)보다 작고, 직경(D1)과 동일하거나 더 작을 수 있다. 도파관(64)은 균일한 치수(단면 형상에 따라, 폭 또는 직경)를 갖는 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도파관(64)의 일부분의 치수들인 치수(D3, D4)는 서로 동일할 수 있다. 도파관(64)은 또한 점진적으로 감소하는 치수를 갖는 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 치수(D5)는 치수(D4)보다 작을 수 있고, 직경들(D4, D5)이 측정되는 곳 사이의 도파관(64)의 부분은 점진적으로 감소하는(가변) 치수를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 도파관(64)은 (레이저 이동의 방향을 향하여 바라볼 때) 둥근 단면도를 가질 수 있다. 이에 대응하여, 위에서 논의된 치수들(D3, D4, D5) 등은 직경일 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 도파관(64)은 직사각형 형상들과 같은 다른 단면 형상들을 가질 수 있다.
코어(50)는 투명 블록(60)의 중간 레벨(중간 레벨은 최상면과 바닥면 사이에 있음)에 정렬되고, 투명 블록(60)의 중간 높이에 있거나 또는 중간 높이에 근접할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 레이저는 도파관(64)에 의해 투명 블록(60)의 바닥으로 재지향된다. 따라서, 도파관(64)은 연속적으로 곡선형이고, 투명 블록(60)의 중간 레벨로부터 바닥까지 연장된다. 이에 대응하여, 도파관(64)은 3D 구조를 갖는 것으로서 지칭된다.
도파관(64) 및 렌즈(66)가 내부에 있는 투명 블록(60)은 어댑터(또는 대안적으로 컨버터라고 지칭됨)로서 작용하고, 어댑터는 광학 파이버(54)의 크기 및 피치를 광학 엔진(40)의 도파관 및/또는 에지 커플러의 크기 및 피치로 변환시킨다. 예를 들어, 광학 파이버(54)의 크기 및 피치는 도파관 및/또는 에지 커플러의 크기 및 피치보다 클 수 있다. 따라서, 광학 파이버(54)로부터의 광학 신호를 광학 엔진에 직접 입력하는 것은 어려울 수 있고, 크기 및 피치 변환을 위해 어댑터(60)가 사용될 수 있다. 설명 전반에 걸쳐, 투명 블록(60)은 또한 어댑터(60) 또는 컨버터(60)라고 지칭된다.
도 4는 패키지(10)로의 어댑터(60) 및 광학 파이버(54)의 조립을 예시한다. 각각의 공정은 도 17에서 도시된 공정 흐름(200)에서의 공정(208)으로서 나타난다. 일부 실시예들에 따르면, 어댑터(60)는 접착제(70)를 통해 광학 엔진(40)에 부착된다. 광이 인터포저(26)를 통해 광학 엔진(40)에 커플링되는 예시된 실시예에서, 접착제(70)는 광에 투명한 광학 접착제일 수 있거나, 또는 불투명 접착제일 수 있다. 광이 어댑터(60)로부터 광학 엔진(40) 내로 직접 커플링되는 대안적인 실시예들(예를 들어, 도 9)에 따르면, 접착제(70)는 광에 투명한 광학 접착제이다.
일부 실시예들에 따르면, 어댑터(60)는 또한 융합 본딩을 통해 인터포저(26)에 부착되며, (Si-O-Si 본드와 같은) 본드가 어댑터(60)와 인터포저(26) 사이에 형성된다. 따라서, 어댑터(60)와 인터포저(26) 사이에는 갭이 없다. 대안적인 실시예들에 따르면, 어댑터(60)는 또한 접착제(72)를 통해 인터포저(26)에 부착된다. 광이 인터포저(26)를 통해 광학 엔진에 커플링되는 예시된 실시예에서, 접착제(72)는 광학 접착제이다. 광이 어댑터(60)로부터 광학 엔진(40) 내로 직접 커플링되는 대안적인 실시예들에 따르면, 접착제(72)는 광학 접착제일 수 있거나 또는 불투명할 수 있다. 접착제(72)가 사용될 때, 접착제(72)의 두께는 작게, 예컨대 약 5 ㎛보다 작게 유지되고, 약 0.5 ㎛과 약 5 ㎛ 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 지지체(74)가 광학 파이버(54)를 지지하기 위해 광학 파이버(54)의 일부분 아래에 부착된다. 지지체(74)는 홈(groove)을 가질 수 있으며, 광학 파이버(54)를 위한 발판을 제공하고 광학 파이버(54)가 이동하는 것을 방지하기 위해 광학 파이버(54)는 부분적으로 홈 내에 있다. 복수의 광학 파이버들(54)이 있을 때, 복수의 홈들이 또한 있으며, 각각의 홈은 광학 파이버들(54) 중 하나를 그 안에 배치하기 위한 것이다.
지지체(74)는 실리콘, 고무 등과 같은 탄성 물질로 형성될 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 지지체(74)는 세라믹, 유리, 폴리머, 금속, 금속 합금, 등과 같은, 강성 물질로 형성될 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 지지체(74)의 높이는, 광학 파이버(54)가 휘어지지 않고서 직선으로 유지될 수 있도록 선택된다. 지지체(74)는 접착제(76)를 통해 패키지 컴포넌트(20)에 부착될 수 있다. 접착제(76)는 또한 패키지 컴포넌트(26)의 뒤틀림의 영향을 제거하는 기능을 가질 수 있다.
도 5는 광학 파이버(54), 지지체(74), 및 인터포저(26)를 접합하고 고정하기 위해 사용되는 버퍼 접착제(78)의 디스펜싱 및 경화를 예시한다. 각각의 공정은 도 17에서 도시된 공정 흐름(200)에서의 공정(210)으로서 나타난다. 따라서 광학 패키지(84)가 형성된다.
광학 패키지(84)의 동작이 다음과 같이 간략하게 논의된다. 다음의 논의되는 예시에서는, (레이저와 같은) 광학 신호가 MT 페룰(58)의 측으로부터 입력되고 광학 엔진(40)으로 운송되는 것을 가정한다. 화살표들(68)은 광학 신호를 운반하는 대응하는 레이저/광을 나타낸다. 광학 신호는 또한 광학 엔진(40)에 의해 투사되고 광학 파이버(54)로 출력될 수 있다는 것이 이해된다.
광(68)은 렌즈(66)에 진입하여 렌즈(66)에 의해 포커싱되고, 코어(50)보다 더 작은 직경을 가질 수 있는 도파관(64)에 진입한다. 일부 실시예들에 따르면, 도파관(64)은 하향 곡선형이고, 광(68)을 어댑터(60)의 바닥으로 재지향시킨다. 도파관(64)의 예시된 바닥 단부는 (어댑터(60)의 바닥에 평행한) 수평 방향으로 연장되는 부분을 포함하며, 도파관(64)의 이 부분은 점선 직사각형 프레임을 사용하여 표시된 영역(80A) 내에 있다. 영역(80A) 내의 도파관(64)의 단부 부분은 균일한 높이(수직 방향으로 측정된 두께)를 가질 수 있고, 에바네센트 커플링(evanescent coupling)을 위해 충분히 큰 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 수평 방향으로 연장되는 단부 부분의 길이는 약 3 ㎜보다 클 수 있고, 약 3 ㎜와 약 7 ㎜ 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
인터포저(26) 내의 도파관(38)은 또한 영역(80A) 내에 있고 도파관(64)의 단부 부분 바로 아래에 있고 이것과 오버랩되는 부분(예시된 우측 부분)을 포함한다. 또한, 도파관(38)과 도파관(64) 사이의 수직 거리는 충분히 작아서, 도파관(38)과 도파관(64) 사이에서 에바네센트 커플링이 발생하고, 광이 도파관(38) 내로 커플링된다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 도파관들(38, 64)의 오버랩된 부분들의 평면도를 예시한다. 평면도에서, 도파관들(38, 64) 중 하나 또는 둘 다는 도파관(64)이 도파관(38)과 오버랩되는 곳에서 테이퍼링될 수 있고, 그에 따라, 에바네센트 커플링 효율이 증가된다. 대안적인 실시예들에 따르면, 도파관(38)과 오버랩되는 도파관(64)의 부분은 평면도에서 봤을 때 균일한 폭을 가질 수 있고/있거나, 도파관(64)과 오버랩되는 도파관(38)의 부분은 균일한 폭을 가질 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 인터포저(26) 내의 도파관(38)은 또한 영역(80B) 내의 부분(예시된 좌측 부분)을 포함하며, 이 부분은 광학 엔진(40) 내의 도파관(42)(PIC 내)의 단부 부분 바로 아래에 있고 이것과 오버랩된다. 또한, 도파관(38)과 도파관(42) 사이의 수직 거리는 충분히 작아서, 도파관(38)과 도파관(42) 사이에서 에바네센트 커플링이 발생하고, 광(68)이 도파관(42) 내로 커플링된다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 도파관들(38, 42)의 오버랩된 부분들의 평면도를 예시한다. 평면도에서, 도파관들(38, 42) 중 하나 또는 둘 다는 도파관(42)이 도파관(38)과 오버랩되는 곳에서 테이퍼링될 수 있고, 그에 따라, 커플링 효율이 증가된다. 대안적인 실시예들에 따르면, 도파관(38)과 오버랩되는 도파관(42)의 부분은 평면도에서 봤을 때 균일한 폭을 가질 수 있고/있거나, 도파관(42)과 오버랩되는 도파관(38)의 부분은 균일한 폭을 가질 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 일부 실시예들에 따르면, 도파관(64) 내에서 이동하는 광(68)은 에바네센트 커플링을 통해 도파관(38) 내로 커플링되고, 이어서 에바네센트 커플링을 통해 도파관(42) 내로 추가로 커플링된다. 따라서, 광학 파이버(54)로부터 입력되는 광(68)은 처리를 위해 광학 엔진(40) 내로 커플링된다. 반대로, 광학 엔진(40)으로부터 출력되는 광은 또한 인터포저(26) 및 어댑터(60)를 거쳐갈 수 있고, 광학 파이버(54)로 운송된다.
도 8 내지 도 14는 본 개시의 대안적인 실시예들에 따른 광학 패키지들(84)의 단면도들을 예시한다. 달리 명시되지 않는 한, 이들 실시예들에서의 컴포넌트들의 물질, 구조, 및 형성 공정은 앞의 실시예들에서 동일한 참조 번호들에 의해 표시된 동일한 컴포넌트들과 본질적으로 동일하다. 따라서, 도 8 내지 도 14에서 도시된 컴포넌트들의 물질, 구조, 및 형성 공정에 관한 세부사항은 앞의 실시예들의 논의에서 찾아볼 수 있다.
도 8은 대안적인 실시예들에 따라 형성된 패키지(84)를 예시한다. 도파관(64) 및 렌즈(66)를 위한 충분한 공간을 허용하기 위해, 어댑터(60)는 더 낮게 연장되는 부분을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에 따른 패키지(84)는 단일 조각으로서 형성될 수 있거나, 또는 함께 통합된 두 개의 조각들을 포함할 수 있는 어댑터(60)를 포함한다. 예컨대, 어댑터(60)는 좁은 아랫부분 및, 예컨대, 융합 본딩을 통해, 좁은 아랫부분에 본딩된 더 넓은 윗부분을 포함할 수 있다. 따라서, 패키지 컴포넌트(20)는 리세스/홈(21)을 포함할 수 있고, 지지체(74) 및 어댑터(60)의 아랫부분은 홈(21) 내로 연장된다.
일부 실시예들에 따르면, 도파관(64)의 (수직 방향으로 측정된) 두께는 렌즈(66)로부터 영역(80A) 내 부분으로 점진적으로 감소될 수 있다. 영역(80A) 내의 도파관(64)의 부분은 에바네센트 커플링을 허용하기 위해 균일한 치수(예시된 두께)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 도파관(64)은 직선형이거나 또는 도 5에서 도시된 실시예에서보다 적어도 덜 곡선형으로서 형성될 수 있다. 도파관(64)이 휘어져 있지 않기 때문에, 광 손실이 감소된다.
홈(21)을 갖는 예시적인 패키지 컴포넌트(20)의 평면도가 도 16에서 도시되어 있다. 패키지 컴포넌트(20)의 최상부로부터 바라볼 때, 홈(21)은 패키지 컴포넌트(20)의 우측 에지로 연장되지만, 패키지 컴포넌트(20)의 예시된 최상부 에지 및 바닥 에지로부터 부분(20B)만큼 이격된다. 달리 말하면, 홈(21)은 패키지 컴포넌트(20)의 두 개의 대향 파트들(20B) 사이에 있을 수 있고, 대향 파트들(20B)(및 파트(20A))은 리세싱되지 않는다. 대안적인 실시예들에 따르면, 홈(21)은 도 16에서 점선(23)에 의해 도시된 바와 같을 수 있으며, 홈(21)은 패키지 컴포넌트(20)의 세 개의 에지들(최상부 에지, 바닥 에지, 및 우측 에지)로 연장된다.
도 9는 대안적인 실시예들에 따라 형성된 패키지(84)를 예시한다. 이들 실시예들에 따른 패키지(84)는, 광이 인터포저(26) 내의 도파관(들)을 거쳐가는 것이 아니라, 어댑터(60)로부터 직접 광학 엔진(40) 내로 투사된다는 점을 제외하고는, 도 5에서 도시된 실시예와 유사하다. 광학 엔진(40)은 에지 커플러(86)를 포함할 수 있고, 에지 커플러(86)는, 에지 커플링을 통해 광이 도파관(42) 안을 통과할 수 있도록, 광학 엔진(40)의 PIC 내의 도파관(42)에 연결될 수 있다. 도 9에서 도시된 실시예들에서, 렌즈(66')가 에지 커플러(86)를 마주보는 도파관(64)의 측에 형성될 수 있다. 렌즈(66')는 또한 레이저 기입을 통해 형성될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 복수의 광학 파이버들(54)이 있을 수 있다. 따라서, 복수의 레이저 기입된 도파관들(64) 및 렌즈들(66)이 형성될 수 있으며, 이들 각각은 광학 파이버들(54) 중 하나에 대응하고 이에 광학적으로 커플링된다. 도 15는 일부 실시예들에 따른 광학 파이버들(54) 및 에지 커플러(86)에 대한 도파관들(64)의 평면도를 예시한다. 렌즈들(66, 66')은 예시되지 않았지만, 이들이 형성될 수 있다. 복수의 광학 파이버들(54)이 배치되고, 광학 파이버들(54)은 피치(P1)를 갖는다. 에지 커플러(86)는 도파관들(42) 중 하나(도 10)에 광학적으로 각각 연결된 복수의 채널들을 포함할 수 있다.
도파관들(64)은 또한 광학 파이버들(54)을 마주보는 단부들에서 피치(P1)를, 그리고 에지 커플러(86)를 마주보는 단부들에서 피치(P2)를 가질 수 있다. 피치(P2)는 피치(P1)보다 작다. 예를 들어, 피치(P1)는 약 120 ㎛와 약 300 ㎛ 사이의 범위 내에 있을 수 있으며, 피치(P2)는 약 10 ㎛와 약 100 ㎛ 사이의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 비(P2/P1)는 약 2 와 약 10 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
또한, 도파관(64)의 폭은 광학 파이버(54)를 마주보는 단부로부터 에지 커플러(86)를 마주보는 단부까지 감소될 수 있다. 예를 들어, 여러 폭들(W1, W2, W3)이 도 15에서 표시된다. 일부 실시예들에 따르면, 폭(W2)은 폭(W1)과 동일하거나 더 작고, 및/또는 폭(W3)은 폭(W2)과 동일하거나 더 작다. 폭(W1)의 위치로부터 폭(W2)의 위치까지, 도파관(64)의 폭은 연속적으로 감소될 수 있고, 및/또는 폭(W2)의 위치로부터 폭(W3)의 위치까지, 도파관(64)의 폭은 연속적으로 감소될 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 도파관(64) 전체는 광손실을 감소시키기 위해 급격한 모퉁이 없이 연속적으로 곡선일 수 있다.
에지 커플링이 아닌 (예컨대, 도 5 및 도 8에서 도시된 실시예들에서의) 에바네센트 커플링이 사용되는 경우, 에지 커플러(86)를 사용하는 것 대신에, 도 6 및 도 7에서 도시된 바와 같이, 복수의 도파관들(38)이 도파관들(64)의 예시된 좌측 단부 바로 아래까지 연장될 것이고, 도파관들(64) 각각의 좌측 단부가 도파관들(38) 중 하나의 도파관의 우측 단부와 오버랩된다는 것을 제외하고, 도 15에서 도시된 실시예들이 또한 적용될 수 있다는 것이 이해된다.
도 10은 대안적인 실시예들에 따라 형성된 패키지(84)를 예시한다. 이들 실시예들에 따른 패키지(84)는 도파관(64)이 예시된 단면에서 직선인 것으로서 형성된다는 점을 제외하고는, 도 9에서 도시된 실시예와 유사하다. 광은 인터포저(26) 내의 도파관(들)을 거쳐가지 않고서, 어댑터(60)로부터 곧장 광학 엔진(40) 내로 투사된다. 광학 엔진(40)은 에지 커플러(86)를 포함할 수 있고, 에지 커플러(86)는, 에지 커플링을 통해 광이 도파관(42) 안을 통과할 수 있도록, 광학 엔진(40)의 PIC 내의 도파관(42)에 연결될 수 있다. 도 10에서 도시된 실시예들에서, 렌즈(66')가 또한 에지 커플러(86)를 마주보는 도파관(64)의 측에 형성될 수 있고, 렌즈(66')가 또한 레이저 기입을 통해 형성될 수 있다.
또한, 패키지 컴포넌트(20)는 지지체(74) 및 어댑터(60)의 아랫부분이 그 안으로 연장되는 홈(21)을 포함할 수 있다. 패키지 컴포넌트(20) 및 대응하는 홈(21)의 평면도는 도 16을 참조하여 논의된 것과 유사할 수 있다.
도 11은 대안적인 실시예들에 따라 형성된 패키지(84)를 예시한다. 이러한 실시예들에 따른 패키지(84)는 광학 엔진(40)의 최상부로부터 광학 엔진(40) 내로 커플링되는 광을 갖는다. 이러한 실시예들에 따르면, 어댑터(60) 및 대응하는 도파관(들)(64)은 광학 엔진(40)의 최상부 위에 있다. 광학 파이버(54)로부터의 광은 렌즈(66')에 의해 포커싱되고, 광학 엔진(40) 내의 렌즈(88) 내로 투사된다. 이어서, 광은, 예를 들어, 격자 커플러(미도시됨)를 통해 재지향될 수 있고, 추가적인 운송 및 처리를 위해 광학 엔진(40) 내의 도파관에 의해 수신될 수 있다.
도 12는 대안적인 실시예들에 따라 형성된 패키지(84)를 예시한다. 이들 실시예들에 따른 패키지(84)는, 광학 패키지(84)가 인터포저(26)를 포함하지 않는다는 점을 제외하고는, 도 9에서 도시된 실시예들과 유사하다. 광학 엔진(40)은 패키지 컴포넌트(20)에 직접 본딩된다. 이러한 실시예들에 따르면, 패키지 컴포넌트(26) 내에는 홈이 형성되지 않는다. 도파관(64)은 코어(50) 및 에지 커플러(86)의 위치들과 맞춰지도록 곡선화될 수 있다.
도 13은 대안적인 실시예들에 따른 광학 패키지(84)를 예시한다. 이들 실시예들에 따른 패키지(84)는, 광학 패키지(84)가 인터포저(26)를 포함하지 않는다는 점을 제외하고는, 도 10에서 도시된 실시예들과 유사하다. 광학 엔진(40)은 패키지 컴포넌트(20)에 직접 본딩된다. 이러한 실시예들에 따르면, 홈(21)이 패키지 컴포넌트(26) 내에 형성되어, 광학 파이버(54) 및 어댑터(60)가 더 낮게 배치될 수 있다. 따라서, 도파관(64)은 광 손실을 감소시키기 위해 직선인 것으로서 기입될 수 있다.
도 14는 대안적인 실시예들에 따른 광학 패키지(84)를 예시한다. 이들 실시예들에 따른 패키지(84)는, 광학 패키지(84)가 인터포저(26)를 포함하지 않는다는 점을 제외하고는, 도 11에서 도시된 실시예들과 유사하다. 이러한 실시예들에 따르면, 어댑터(60) 및 대응하는 도파관(들)(64)은 광학 엔진(40)의 최상부 위에 있다. 광학 파이버(54)로부터 투사된 광은 렌즈(66')에 의해 포커싱되고, 광학 엔진(40) 내의 렌즈(88) 내로 투사된다. 이어서, 광은, 예를 들어, 격자 커플러(미도시됨)를 통해 재지향될 수 있고, 추가적인 운송 및 처리를 위해 광학 엔진(40) 내의 도파관에 의해 수신될 수 있다.
본 개시의 양태들을 본 발명분야의 당업자가 보다 잘 이해할 수 있도록 앞에서는 여러 개의 실시예들의 특징들을 약술해왔다. 본 발명분야의 당업자는 여기서 소개한 실시예들의 동일한 목적들을 수행하거나 및/또는 동일한 장점들을 달성하기 위한 다른 공정들 및 구조물들을 설계하거나 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 자신들이 손쉽게 이용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 본 발명분야의 당업자는 또한 이와 같은 등가적 구성들은 본 발명개시의 사상과 범위를 이탈하지 않는다는 것과, 본 발명개시의 사상과 범위를 이탈하지 않고서 당업자가 다양한 변경들, 대체들, 및 개조들을 본 발명에서 행할 수 있다는 것을 자각해야 한다.
실시예들
실시예 1. 방법에 있어서,
포토닉 집적 회로 다이를 포함하는 광학 엔진을 형성하는 단계 - 상기 포토닉 집적 회로 다이는 광학 컴포넌트를 포함함 -;
레이저 기입된 도파관(laser written waveguide)을 포함하는 어댑터를 형성하는 단계; 및
상기 광학 엔진, 상기 어댑터, 및 광학 파이버를 패키지로서 조립하는 단계
를 포함하며, 상기 광학 파이버는 상기 어댑터 내의 상기 레이저 기입된 도파관을 통해 상기 광학 컴포넌트에 광학적으로 커플링된 것인 방법.
실시예 2. 실시예 1에 있어서,
상기 광학 파이버를 투명 블록에 부착하는 단계; 및
상기 광학 파이버가 상기 투명 블록에 부착된 후, 상기 투명 블록 내에 상기 레이저 기입된 도파관을 기입하여 상기 어댑터를 형성하는 단계
를 더 포함하는 방법.
실시예 3. 실시예 2에 있어서,
상기 투명 블록 내에 상기 레이저 기입된 도파관을 기입하여 상기 어댑터를 형성하는 단계
를 더 포함하며, 상기 광학 파이버는, 상기 레이저 기입된 도파관이 기입된 후에, 상기 어댑터에 부착되는 것인 방법.
실시예 4. 실시예 1에 있어서,
상기 어댑터를 인터포저에 부착하는 단계 - 상기 인터포저는 제1 도파관을 포함하고, 상기 레이저 기입된 도파관의 제1 단부 부분은 상기 제1 도파관의 제2 단부 부분과 오버랩됨 -; 및
상기 광학 엔진을 상기 인터포저에 본딩하는 단계 - 상기 광학 엔진은 제2 도파관을 포함하고, 상기 제1 도파관은 에바네센트 커플링(evanescent coupling)을 통해 상기 제2 도파관에 광학적으로 커플링됨 -
를 더 포함하는 방법.
실시예 5. 실시예 1에 있어서,
상기 광학 엔진 내의 상기 광학 컴포넌트는 에지 커플러를 포함하고, 상기 레이저 기입된 도파관은 상기 에지 커플러에 광학적으로 커플링된 것인 방법.
실시예 6. 실시예 1에 있어서,
상기 어댑터는 상기 광학 엔진과 오버랩되는 부분을 포함하고, 상기 레이저 기입된 도파관은 제1 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광학 엔진 내의 제2 렌즈에 정렬된 것인 방법.
실시예 7. 실시예 1에 있어서,
상기 광학 엔진 및 상기 어댑터에 패키지 컴포넌트를 부착하는 단계
를 더 포함하고, 상기 패키지 컴포넌트는 홈(groove)을 포함하고, 상기 어댑터는 상기 홈 내로 연장되는 부분을 포함한 것인 방법.
실시예 8. 실시예 1에 있어서,
상기 광학 파이버 아래에 놓여 있고 상기 광학 파이버를 지지하는 지지체를 부착하는 단계
를 더 포함하는 방법.
실시예 9. 실시예 1에 있어서,
상기 레이저 기입된 도파관은 상기 어댑터 내에서 곡선형인 것인 방법.
실시예 10. 실시예 1에 있어서,
상기 레이저 기입된 도파관은 상기 어댑터의 단면도에서 직선인 것인 방법.
실시예 11. 실시예 1에 있어서,
상기 어댑터는 상기 레이저 기입된 도파관에 접합된 레이저 기입된 렌즈(laser written lens)를 더 포함하고, 상기 레이저 기입된 렌즈는 상기 레이저 기입된 도파관과 상기 광학 파이버 사이에 있는 것인 방법.
실시예 12. 패키지에 있어서,
포토닉 집적 회로 다이를 포함하는 광학 엔진 - 상기 포토닉 집적 회로 다이는 광학 컴포넌트를 더 포함함 -;
레이저 기입된 도파관을 포함하는 어댑터 - 상기 레이저 기입된 도파관의 제1 단부는 상기 광학 컴포넌트에 광학적으로 커플링됨 -; 및
상기 레이저 기입된 도파관의 제2 단부에 정렬된 광학 파이버
를 포함하는 패키지.
실시예 13. 실시예 12에 있어서,
상기 광학 컴포넌트는 제1 도파관을 포함하고,
상기 패키지는,
제2 도파관을 포함하는 인터포저
를 더 포함하며, 상기 제1 도파관과 상기 제2 도파관은 에바네센트 커플링(evanescent coupling)을 통해 광학적으로 커플링되도록 구성되고, 상기 제2 도파관과 상기 레이저 기입된 도파관은 에바네센트 커플링을 통해 광학적으로 커플링되도록 구성된 것인 패키지.
실시예 14. 실시예 12에 있어서,
상기 광학 컴포넌트는 상기 레이저 기입된 도파관의 제1 단부에 정렬된 에지 커플러를 포함한 것인 패키지.
실시예 15. 실시예 12에 있어서,
패키지 컴포넌트
를 더 포함하고, 상기 광학 엔진과 상기 광학 파이버는 상기 패키지 컴포넌트에 부착되고, 상기 어댑터는 상기 패키지 컴포넌트 내의 홈 내로 연장된 것인 패키지.
실시예 16. 실시예 12에 있어서,
패키지 컴포넌트; 및
상기 패키지 컴포넌트 상에 있고 상기 광학 파이버를 지지하는 지지체
를 더 포함하는 패키지.
실시예 17. 실시예 12에 있어서,
상기 어댑터 내의 복수의 레이저 기입된 도파관들을 더 포함하고, 상기 레이저 기입된 도파관들은 제1 피치를 갖는 제1 단부들, 및 상기 제1 피치보다 큰 제2 피치를 갖는 제2 단부들을 갖고, 상기 레이저 기입된 도파관은 상기 복수의 레이저 기입된 도파관들 중에 있는 것인 패키지.
실시예 18. 패키지에 있어서,
패키지 기판;
상기 패키지 기판 위에 있고 상기 패키지 기판에 본딩된 인터포저;
상기 인터포저 위에 있고 상기 인터포저에 본딩된 광학 엔진;
상기 인터포저에 부착된 어댑터 - 상기 어댑터는 레이저 기입된 도파관을 포함함 -; 및
상기 패키지 기판에 부착된 광학 파이버 - 상기 광학 파이버는 상기 레이저 기입된 도파관 및 상기 인터포저를 통해 상기 광학 엔진에 광학적으로 커플링됨 -
를 포함하는 패키지.
실시예 19. 실시예 18에 있어서,
상기 인터포저는 제1 도파관을 포함하고, 상기 광학 엔진은 제2 도파관을 포함하고, 상기 제1 도파관은 에바네센트 커플링을 통해 상기 레이저 기입된 도파관과 상기 제2 도파관 둘 다에 광학적으로 커플링된 것인 패키지.
실시예 20. 실시예 18에 있어서,
상기 레이저 기입된 도파관은 곡선형인 것인 패키지.

Claims (10)

  1. 방법에 있어서,
    포토닉 집적 회로 다이를 포함하는 광학 엔진을 형성하는 단계 - 상기 포토닉 집적 회로 다이는 광학 컴포넌트를 포함함 -;
    레이저 기입된 도파관(laser written waveguide)을 포함하는 어댑터를 형성하는 단계; 및
    상기 광학 엔진, 상기 어댑터, 및 광학 파이버를 패키지로서 조립하는 단계
    를 포함하며, 상기 광학 파이버는 상기 어댑터 내의 상기 레이저 기입된 도파관을 통해 상기 광학 컴포넌트에 광학적으로 커플링된 것인 방법.
  2. 패키지에 있어서,
    포토닉 집적 회로 다이를 포함하는 광학 엔진 - 상기 포토닉 집적 회로 다이는 광학 컴포넌트를 더 포함함 -;
    레이저 기입된 도파관을 포함하는 어댑터 - 상기 레이저 기입된 도파관의 제1 단부는 상기 광학 컴포넌트에 광학적으로 커플링됨 -; 및
    상기 레이저 기입된 도파관의 제2 단부에 정렬된 광학 파이버
    를 포함하는 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학 컴포넌트는 제1 도파관을 포함하고,
    상기 패키지는,
    제2 도파관을 포함하는 인터포저
    를 더 포함하며,
    상기 제1 도파관과 상기 제2 도파관은 에바네센트 커플링(evanescent coupling)을 통해 광학적으로 커플링되도록 구성되고,
    상기 제2 도파관과 상기 레이저 기입된 도파관은 에바네센트 커플링을 통해 광학적으로 커플링되도록 구성된 것인 패키지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광학 컴포넌트는 상기 레이저 기입된 도파관의 제1 단부에 정렬된 에지 커플러를 포함한 것인 패키지.
  5. 제2항에 있어서,
    패키지 컴포넌트
    를 더 포함하고,
    상기 광학 엔진과 상기 광학 파이버는 상기 패키지 컴포넌트에 부착되고,
    상기 어댑터는 상기 패키지 컴포넌트 내의 홈(groove) 내로 연장된 것인 패키지.
  6. 제2항에 있어서,
    패키지 컴포넌트; 및
    상기 패키지 컴포넌트 상에 있고 상기 광학 파이버를 지지하는 지지체
    를 더 포함하는 패키지.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 어댑터 내의 복수의 레이저 기입된 도파관들
    을 더 포함하고,
    상기 레이저 기입된 도파관들은 제1 피치를 갖는 제1 단부들, 및 상기 제1 피치보다 큰 제2 피치를 갖는 제2 단부들을 갖고, 상기 레이저 기입된 도파관은 상기 복수의 레이저 기입된 도파관들 중에 있는 것인 패키지.
  8. 패키지에 있어서,
    패키지 기판;
    상기 패키지 기판 위에 있고 상기 패키지 기판에 본딩된 인터포저;
    상기 인터포저 위에 있고 상기 인터포저에 본딩된 광학 엔진;
    상기 인터포저에 부착된 어댑터 - 상기 어댑터는 레이저 기입된 도파관을 포함함 -; 및
    상기 패키지 기판에 부착된 광학 파이버 - 상기 광학 파이버는 상기 레이저 기입된 도파관 및 상기 인터포저를 통해 상기 광학 엔진에 광학적으로 커플링됨 -
    를 포함하는 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인터포저는 제1 도파관을 포함하고,
    상기 광학 엔진은 제2 도파관을 포함하고,
    상기 제1 도파관은 에바네센트 커플링을 통해 상기 레이저 기입된 도파관과 상기 제2 도파관 둘 다에 광학적으로 커플링된 것인 패키지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 레이저 기입된 도파관은 곡선형인 것인 패키지.
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