TW201937223A - 混合光纖整合式ｓｏｉ／ｉｉｉ-ｖ模組 - Google Patents

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史蒂芬 Ｓ 喬爾傑維奇
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Abstract

在一些實施例中，整合式光子模組含有絕緣體上矽平台、整合式光子組件，及光纖。該絕緣體上矽平台可含有絕緣體上矽光子電路、共同製造的斑點大小轉換器，及共同製造的微機械溝槽結構。該共同製造的微機械溝槽結構可含有與該光纖相容的尺寸，且該光纖可黏合至該微機械溝槽結構，且至少部分地設置在該微機械溝槽結構內。該光纖、該整合式光子組件、該共同製造的斑點大小轉換器，及該絕緣體上矽光子電路之光模亦可彼此空間對準。

Description

混合光纖整合式SOI/III-V模組
相關申請案
本申請案主張2018年12月12日申請且標題爲「HYBRID FIBER INTEGRATED SOI/III-V MODULE」的美國非臨時申請案第16/218,451號之優先權，該美國非臨時申請案主張2017年12月18日申請且標題爲「HYBRID FIBER INTEGRATED SOI/III-V MODULE」的美國臨時專利申請案第62/607,193號之權益；兩個申請案藉此以引用方式幷入本文以用於所有目的。
本發明係關於混合光纖整合式SOI/III-V模組。
基於絕緣體上矽(SOI)的光子電路已成爲實現尖端高效能通訊解决方案的强大工程工具。已證明可在CMOS相容平台上大批量製造這種電路。除SOI/CMOS相容光源之外，已成功地設計幷實行寬泛範圍的裝置及結構，無源的及有源的。因此，基於SOI的光子電路通常使用外部光源，該等外部光源幷未直接整合至SOI平台上用於輸入/輸出光訊號傳送。
外部光源已使用離散組件與基於SOI的光子電路耦合，該等離散組件彼此有源對準以産生模組。在一些狀况下，基於SOI的光子電路及其他離散光組件在所有組件對準的情况下安裝至插入物上，以産生模組。例如，基於SOI的光子電路、光波導、透鏡或其他單獨製造的光點大小轉換器，及光子晶片(例如，雷射)已經安裝至插入物上以形成模組。由單獨組件製造的模組通常生産昂貴，幷且通常部分由於模組內的不同組件的連接而遭受可靠性問題。
在一些狀况下，光纖可使用有源或無源對準耦合至模組。在其他狀况下，光可使用光栅耦合器耦合至模組中，該等光栅耦合器可與SOI光子電路共同製造。
在一些實施例中，整合式光子模組包含絕緣體上矽平台、整合式光子組件，及光纖。該絕緣體上矽平台可包含絕緣體上矽光子電路、第一組金屬接觸襯墊、共同製造的斑點大小轉換器，及共同製造的微機械溝槽結構。該整合式光子組件可包含第二組金屬接觸襯墊，且該第二組金屬接觸襯墊可連接至該第一組金屬接觸襯墊。此外，該共同製造的微機械溝槽結構可包含與該光纖相容的尺寸，且該光纖可黏合至該微機械溝槽結構，且至少部分地設置在該微機械溝槽結構內。該光纖、該整合式光子組件、該共同製造的斑點大小轉換器，及該絕緣體上矽光子電路之光模亦可彼此空間對準。
在一些實施例中，整合式光子模組包含絕緣體上矽平台，及光纖。該絕緣體上矽平台可包含絕緣體上矽光子電路、共同製造的斑點大小轉換器，及共同製造的微機械溝槽結構。該共同製造的微機械溝槽結構可包含與該光纖相容的尺寸，且該光纖可黏合至該微機械溝槽結構，且至少部分地設置在該微機械溝槽結構內。該光纖、該整合式光子組件、該共同製造的斑點大小轉換器，及該絕緣體上矽光子電路之光模亦可彼此空間對準。
本揭示內容描述整合式光子模組，該整合式光子模組含有具有密切光耦合的整合式光子組件的SOI光子電路。例如，整合式光子組件可爲含有III-V材料的雷射(或發光二極體，或光偵測器，或調變器等)，且可爲黏合至SOI平台的倒裝晶片，該SOI平台含有SOI光子電路。在一些實施例中，此導致能够進行晶片上資料處理的整合式光子模組(例如，使用高品質雷射來在晶片上傳輸資料)。在其他實施例中，本文所描述之整合式光子模組充當用於電光系統之多個外部波長來源。所揭示的概念實現低成本高準確度模組，該低成本高準確度模組包括用於整合式SOI光子電路之輸入/輸出光訊號傳送。在一些實施例中，所描述的結構連接至一或多個光纖以實現光訊號輸入/輸出，或用於III-V材料之光播種。由於SOI光子電路、整合式光子組件，及所連接的光纖之組合整合式組態，此等模組可達成與習知裝置相比的改良之效能及可靠性。在不同實施例中，本文所描述之模組可使用在用於通訊(例如，長距離、都會、短距離、光載無線電等)之光子系統、光感測系統、光處理系統，或使用混合光電晶片上通訊(例如，光匯流排)的任何系統中。
光增益晶片爲可使用在本文所描述之整合式光子模組中的整合式光子組件之一些實例。光增益晶片之一些實例爲光源，諸如雷射或LED，及光放大器，諸如半導體光放大器(SOA)。整合式光子組件之其他實例爲可調濾波器。在一些實施例中，整合式光子組件基於III-V材料、SiN材料、基於SiGe的材料，或其他適當材料。另外，應理解，當本文揭示內容描述此等類型的材料中一者時，其他材料中任一者可取代該材料，除非在揭示內容或申請專利範圍中另有具體陳述。若整合式光子組件含有邊緣發射雷射(EEL)，則整合式光子組件可爲用於SOI光子電路系統的同調光之來源。在一些實施例中，整合式光子組件含有各自産生不同波長的EEL之整合式陣列。在一些實施例中，整合式光子組件可在任何適當通訊波長，例如，1100-1600 nm等下操作。在一些實施例中，整合式光子組件可爲單個或陣列式基於InP的光源(例如，邊緣發射雷射(EEL))。在一些實施例中，整合式光子組件含有增益晶片，該增益晶片可含有III-V材料，且在任何適當通訊波長，例如，1100-1600 nm等下操作。在一些實施例中，整合式光子組件含有半導體光放大器(SOA)，該半導體光放大器可含有III-V材料，且在任何適當通訊波長，例如，1100-1600 nm等下操作。在一些實施例中，整合式光子模組(例如，光源)可包括用於分波長多工(WDM)應用之多個波長。在一些實施例中，整合式光子組件可爲基於SiN的可調光濾波器。
在一些實施例中，用於産生模組之SOI平台含有SOI光子電路系統、斑點大小轉換器(SSC)，及微機械輸入/輸出光纖耦合器。SSC可含有光輸入及光輸出，且輸入至SSC的光之斑點大小將不同於自SSC輸出的光之斑點大小。在一些實施例中，SSC及微機械輸入/輸出光纖耦合器係由含有SOI光子電路系統的相同SOI平台形成(亦即，係與SOI光子電路系統共同製造)。
在整合式光子模組連接至光纖的實施例中，光纖可具有自50微米至500微米，或約62.5微米，或約125微米，或約250微米的直徑。在一些實施例中，光纖係單模(SM)光纖。在一些實施例中，光纖具有自約3微米至約12微米的光模直徑。
整合式光子模組之微機械輸入/輸出光纖耦合器通常包括高度準確微機械溝槽、凹槽結構、凹部、插座，或用於光纖之其他適當配合結構。在一些實施例中，微機械溝槽結構在橫截面上具有大體上V形凹槽幾何形狀，例如，具有平坦底部(用於整個梯形形狀)之V形凹槽幾何形狀，或具有尖底部(用於整個三角形形狀)之V形凹槽幾何形狀。在一些實施例中，可使用其他橫截面幾何形狀，諸如階梯式、矩形、圓形、橢圓形，及彎曲的。具有此類橫截面幾何形狀之微機械溝槽可使用相應地相容的製造製程形成，例如具有適當調整的蝕刻平面選擇性之乾式或濕式蝕刻技術。微機械溝槽結構通常經定大小且成形以適應適當定大小及成形的光纖。因而，微機械溝槽結構可經定大小且成形爲具有對應於光纖之尺寸的尺寸，以使光纖至少部分地或完全配合在微機械溝槽結構內。在不同實施例中，且取决於光纖如何配合在微機械溝槽結構內，光纖之寬度可大於、小於，或等於微機械溝槽結構之最大寬度。
在一些實施例中，整合式光子模組之共同製造的SSC可包括SOI波導。SSC可在具有可忽略損耗的情况下將光纖之相對大的光模(例如，3-12微米斑點大小)轉變成較小的亞微米SOI波導模。在一些實施例中，SSC含有製作在光折射指數(例如，大於1.6，或大於2.0，或大於2.5，或大於3.0，或大於3.5，或自2.0至4.0)充分高之材料(例如，矽，或氮化矽)中的波導層。在一些狀况下，波導材料經圖案化以具有縱向變化的形狀(例如，錐形、光子能隙結構，或其他形狀)，該縱向變化的形狀允許光模大小之絕熱變化。在一些狀况下，圖案化的波導夾置在光折射指數(例如，小於1.6，或小於2.0，或小於1.5，或自1.0至2.0)較低之材料(例如，氧化矽、玻璃，或TEOS例如)之間。本文所描述之共同製造的SSC具有優於將光耦合至基於SOI的光子電路中的習知方法之若干優點。與使用連接至單獨製造的SOI光子電路的單獨組件(例如，SSC、透鏡等)的習知耦合相比，本文所描述之共同製造的SSC實現具有無源對準之改良的位置準確度、較低插入損耗，及降低的製造成本。無源對準準確度之改良可藉由將SSC與其對準微機械溝槽共同製造來實現。例如，共同製造可在具有高度準確的平版印刷工具的鑄造廠中進行，從而得到亞微米特徵對特徵配準，或在此狀况下，V形凹槽對SSC配準，因此亞微米光纖對SSC無源對準。與使用共同製造光栅耦合器(GC)的習知SOI光子電路相比，本文所描述之共同製造SSC實現較低的插入損耗、較寬的可接受波長範圍，及對製程變化之降低的敏感性。相對於SSC，GC遭受例如~25-35 nm (3dB通帶)與用於SSC之大於100 nm之相對窄的波長頻寬，若干dB (2-4 dB)的較高耦合損耗，及跨於晶圓或晶圓對晶圓的峰值波長之大可變性(+/-5 nm)。此種效能大體上限制GC效能及對於光纖應用，具體地密集WDM (DWDM)之吸引力。
在一些實施例中，光纖陣列被插入至整合式光子模組之微機械溝槽結構陣列中。由於微機械溝槽結構，光纖相對於SOI SSC對準，且共同製造的SSC相對於SOI光子電路對準。所得整合式光子模組提供輸入光纖與SOI光子電路之間的低損耗光耦合。
在一些實施例中，SSC、光纖耦合器，及光子電路係由相同SOI基板形成(例如，使用平版印刷微加工技術共同製造)。此製造技術之一優點在於此等組件將彼此極佳地對準。在一些實施例中，SOI SSC及V形凹槽經共同製造，因此彼此準確地配準且對準。此技術與習知製造技術不同，其中完成的基於SOI的光子電路(包括厚(例如20微米)介電保護頂部層)隨後附接至其他單獨製造的光組件(例如，光源、透鏡及/或光纖)。此類習知方法與所揭示的整合式模組相比遭受低劣的對準準確度及/或製造公差，因爲該等習知方法依賴有源對準，而所揭示的方法利用無源對準及便利的總成。例如，在習知方法中之一些中，厚介電質需要經選擇性地移除，隨後在附接至基於SOI的電路系統時有源地對準至基於SOI的電路系統的其他光組件。因而，所揭示的整合式模組方法之優點在於其在不增加成本的情况下達成較大的對準準確度或公差。另外，爲達成亞微米對準準確度，若甚至完全可能，則習知技術需要複雜的製造技術，因此所揭示的整合式模組方法之另一優點在於，對於相同對準準確度程度製造成本低於習知技術。
不同的組件可用來産生本文所描述之整合式模組。例如，SOI平台之部分可包括具有整合式晶片上VLSI電子器件的多個後端介電質及金屬(或介電質及金屬層)。此種組件已以SOI晶圓上之高産率及大批量製造。整合式光子組件可爲用來與SOI平台介接的定製設計，或爲標準組件。此外，存在用來整合所描述之模組之不同組件中一些的製程，且沒有將要組裝的所揭示的模組所需要的製程變化或製程變化爲最小。
圖1A-1D示出本文所描述之模組之組件的一些非限制實例。圖1A示出SOI平台100，該SOI平台含有SSC 110、微機械溝槽結構(例如，微機械輸入/輸出光纖耦合器結構，或微機械「V形凹槽」結構) 120，及金屬接觸襯墊(「Mx」)130。SSC 110位於微機械結構120與SOI光子電路系統(未示出)之間。SOI平台100含有SSC 110、微機械溝槽結構120、金屬接觸襯墊130，及SOI光子電路系統(未示出)係共同製造，因此彼此準確地對準且配準。
圖1B示出模組101，該模組含有如以上所描述之整合式光子組件140(例如，面向下取向)，該整合式光子組件電氣地連接至平台100之金屬襯墊130。圖1C示出模組102，該模組含有光纖150，該光纖黏合至微機械結構120 (其在圖1C中爲模糊的)，使得光纖150、整合式光子組件140，及SSC 110彼此準確地對準且配準。微機械結構120實現光纖與SSC 110之無源對準，該SSC 110與SOI光子電路(未示出)對準。因此，圖1C中所示之模組102提供用於整合式SOI光子電路之輸入/輸出光訊號傳送之完整解决方案。
在圖1B及1C中所示之示例性實施方案中，整合式光子組件連接至基於SOI的平台，其中整合式光子組件之有源裝置(例如，雷射堆疊)鄰近於基於SOI的平台且整合式光子組件之基板遠離基於SOI的平台而取向。在一些實施例中，整合式光子組件中之有源裝置層産生大量熱，因此遠離整合式光子組件的熱散逸爲重要的。在有源層鄰近於基於SOI的平台的情况下安裝整合式光子組件可對熱散逸有利。例如，基於SOI的平台內之材料及結構(例如，金屬接觸襯墊)可經設計以有效地傳導熱遠離整合式光子組件。
圖1D示出SOI平台103，該SOI平台含有用於SOI光子電路系統170之兩個幷排光輸入/輸出，該等兩個幷排光輸入/輸出各自含有SSC 110、微機械溝槽結構(例如，微機械輸入/輸出光纖耦合器結構，或微機械「V形凹槽」結構)120、金屬接觸襯墊(「Mx」)130，及光波導160。光波導160將來自SSC之光耦合至光子電路170中。類似於圖1A-1C中所示之結構，SSC 110位於微機械結構120與SOI光子電路系統170之間。SOI平台103及SOI光子電路系統170可共同製造，以實現彼此的準確對準及配準。光子IC 170可具有不同的能力，例如，訊號傳輸、訊號接收、訊號調變及/或訊號解調，及調諧能力。在其他實施例中，用於SOI光子電路系統170之多於2個輸入/輸出(例如，大於10個、大於20個、大於50個，或自1個至100個輸入/輸出)包括在平台103，及模組中。
圖2示出用於本文所描述之模組之基於SOI的平台100之非限制實例。附圖標號210示出基於SOI的平台的俯視圖。附圖標號220示出基於SOI的平台的側橫截面圖。附圖標號230示出基於SOI的平台的邊緣上橫截面圖。貫穿俯視圖210采取的橫截面指示符280示出側橫截面圖220之相對位置。貫穿俯視圖210采取的橫截面指示符290示出邊緣上橫截面圖230之相對位置。橫截面指示符280及290包括在取得橫截面之後限定觀察方向的箭頭。圖2中所示之平台具有用於SOI光子電路系統之2個幷排光輸入/輸出。在其他實施例中，用於SOI光子電路系統之多於2個輸入/輸出(例如，大於10個、大於20個、大於50個，或自1個至100個輸入/輸出)包括在平台及模組中。微機械溝槽結構(例如，V形凹槽) 240、金屬襯墊250，及共同製造的SSC 260在圖中示出。金屬襯墊250可爲與微機械溝槽製造幷行層疊且暴露的線路之後端(BEOL)之部分。挖溝需要可以乾式蝕刻製程實現的BEOL頂部介電質之移除。金屬襯墊將經構建至BEOL堆疊中且與III-V晶粒佈局及將要焊接的其金屬襯墊之集合相容。乾式蝕刻製程可爲選擇性的，使得介電質經移除，而金屬襯墊保持無損且變得暴露且可接近以用於III-V整合。圖2示出金屬襯墊250可使用金屬迹線270連接至SOI光子電路系統(未示出)。在一些實施例中，基於SOI的光子電路系統可含有用以控制整合式光子組件的控制電路系統。在一些狀况下，基於SOI的光子電路系統可含有用以控制整合式光子組件的微處理器(例如，CMOS)。例如，可使用基於SOI的光子電路系統産生有源回饋迴路，該有源回饋迴路含有光偵測器及用以基於所偵測光之參數來將偏壓施加至整合式雷射(亦即，整合式光子組件)的電路系統。
圖3A及3B示出將要與本文所描述之模組中之基於SOI的平台100整合的整合式光子組件300之非限制實例。圖3A示出整合式光子組件300，該整合式光子組件含有金屬襯墊310及波導320。例如，整合式光子組件可爲雷射，且金屬襯墊可用來驅動雷射。在其他實施例中，整合式光子組件300可爲以上所描述之任何類型的整合式光子組件，且金屬襯墊310將整合式光子組件電氣地連接至SOI光子電路系統。
圖3B示出本文所描述之具有用於模組之整合式光子組件300之基於SOI的平台100之非限制實例。圖3B包括具有如藉由圖2中之橫截面指示符280及290所示的類似橫截面位置之整合式模組的俯視圖330、側橫截面圖340，及邊緣上橫截面圖350，亦即，側橫截面圖340係沿著橫截面指示符380取得，且邊緣上橫截面圖350係沿著橫截面指示符390取得。整合式光子組件300係藉由將整合式光子組件300之金屬襯墊310連接至基於SOI的平台100之金屬襯墊250連接至基於SOI的平台100。
圖4示出含有整合式光子組件300的模組之非限制實例，該整合式光子組件連接至基於SOI的平台100。圖4包括具有如藉由圖2中之橫截面指示符280及290所示的類似橫截面位置之整合式模組的俯視圖420、側橫截面圖430，及邊緣上橫截面圖440，亦即，側橫截面圖430係沿著橫截面指示符480取得，且邊緣上橫截面圖440係沿著橫截面指示符490取得。
圖4示出在一些實施例中整合式光子組件之光模410(例如，圖3A中之波導320內之光模)如何與SSC 260之波導之光模對準，且在整合式光子組件300與共同製造的SSC 260之間具有低光損耗。在一些實施例中，整合式光子組件300之介面及基於SOI的平台100之介面經適當地組配且結構化以匹配其拓撲幷且光學地且電氣地連接兩個結構。例如，在一些實施例中，電氣接點310經置放成緊密接近於整合式光子組件300之III-V有源區。另外，在一些狀况下，增加電氣接點310之大小以降低結構之熱阻抗，從而改良整合式光子模組440之熱效能。一旦如以上所描述之整合式光子組件300經反向、對準且附接至基於SOI的平台100之介面(附接在基於SOI的平台100之微機械溝槽結構240頂部上的倒裝晶片)，其光波導按照設計垂直地對準。在一些實施例中，整合式光子組件及SOI組件(例如，SSC及SOI光子電路系統)之輸出/輸入光模大小及位置經設計以實現整合式光子模組之所有組件之間的低耦合損耗。
可以金屬襯墊310及130(或250)之焊錫迴焊或壓縮黏合在整合式光子組件300與基於SOI的平台100之間建立電氣互連。在一些實施例中，焊錫係以用於金屬襯墊310及130(或250)之適當凸塊下金屬化施加至整合式光子組件300或基於SOI的平台100，以用於適當濕潤及進一步可靠性。在一些實施例中，整合式光子組件300與基於SOI的平台100之間的晶圓級平面內對準藉由高精度倒裝晶片黏合技術(例如，無源的，或基於視覺的)，或自對準焊錫迴焊技術(完全無源的)進行。
在一些實施例中，整合式光子組件300與基於SOI的平台100之間的平面外(或垂直)對準使用蝕刻檯面及止擋件。例如，整合式光子組件300之波導320可爲檯面結構；且金屬襯墊310可經設計使得當其連接至基於SOI的平台100上之金屬襯墊130(或250)時，整合式光子組件300之波導320與基於SOI的平台100之SSC 260沿平面外方向準確地對準。在一些實施例中，使用焊錫連接整合式光子組件300與基於SOI的平台100之間的金屬襯墊310及130(或250)，該焊錫引入不受控制的平面外尺寸。在此類狀况下，可在整合式光子組件300(例如，波導320或替代檯面結構)及/或基於SOI的平台100(例如，微機械溝槽結構240之底部或形成在該底部上之檯面結構)中産生檯面結構(或檯面結構之相反對)，該等檯面結構在整合式光子組件300連接至基於SOI的平台100時彼此接觸且充當機械止擋件以沿平面外方向準確地對準組件。
在一些實施例中，模組含有具有延伸至基於SOI的平台100之基於SOI的光子電路系統中之腔的外腔雷射(ECL)。在此組態中，整合式光子組件300提供光增益及腔之一反射鏡，且腔之第二反射鏡位於基於SOI的光子電路系統內。
圖5示出含有整合式光子組件300及光纖510的模組之非限制實例，該等光纖連接至基於SOI的平台100。附圖標號520示出整合式模組的俯視圖。附圖標號530示出整合式模組的側橫截面圖。附圖標號540示出整合式模組的邊緣上橫截面圖。圖5使用如藉由圖2中之橫截面指示符280及290所示的類似橫截面位置，亦即，側橫截面圖530係沿著橫截面指示符580取得，且邊緣上橫截面圖540係沿著橫截面指示符590取得。
微機械溝槽結構240可用來對準光纖且將其對接耦合至整合式光子組件300之波導320中。在一些實施例中，覆蓋板(亦即，蓋子)用來將光纖貼附在微機械溝槽結構240內的適當位置。在其他實施例中，光纖係使用黏合劑(例如，UV可固化黏合劑)貼附在微機械溝槽結構240內之適當位置且不需要覆蓋板。圖5示出整合式光子組件300之光模410 (例如，圖3A中之波導320內之光模)與SSC 260之波導之光模及光纖510之光模對準，從而實現光纖510、整合式光子組件300，與SSC 260之間的低光損耗路徑。
如以上所描述之光纖510及整合式光子組件300可用來將光耦合至SSC 260及光子電路系統中或耦合出該SSC 260及該光子電路系統。在一些實施例中，整合式光子組件300之反射性(例如，對於具有形成SOA的晶片之小面之實施方案)可經組配，使得來自整合式光子組件300之雷射光可藉由光纖510輸出至選擇的位置。在一些實施例中，基於SOI的平台100上之光子電路系統可含有選擇、穩定化且調變藉由光纖510離開的光訊號的元件。在一些實施例中，ECL可産生每離開光纖單個波長或多個波長(亦即，梳形)。
基於SOI的平台100上之微機械溝槽結構240經設計以將光纖510自對準至整合式光子組件300及/或SSC 260中之光波導。可實現自對準的一個示例性微機械結構爲溝槽或凹槽，當每個光纖510以垂直力按壓至對應的溝槽或凹槽中時，該等溝槽或凹槽將光纖510機械地導向至正確的側向及垂直位置中。一旦光纖經按壓至適當位置，黏合劑(例如，UV可固化黏合劑)可用來將光纖保持在適當位置。在一些狀况下，可將光纖陣列安放在凹槽陣列中。在此類狀態之一些實施例中，蓋子可經組裝至光纖短線之剝離光纖末端，且蓋子可經操縱(例如，以取放設備)以將光纖陣列按壓至凹槽中。在其他實施例中，黏合劑用來將光纖保持在凹槽內的適當位置幷且不需要蓋子。其他結構諸如脊部亦可用來將光纖510與基於SOI的平台100自對準。
在一些實施例中，來自外部光源之光可使用光纖耦合至整合式光子組件中。例如，光纖可以外部主訊號將光播種至III-V EEL或III-V-SOI ECL中，以便控制或最佳化光譜性質且跨於寬泛範圍的溫度穩定化整合式光子組件之輸出而不考慮晶片內熱回應或環境。在一些實施例中，模組之整合式光子組件注入鎖定至外部振蕩器源，該外部振蕩器源之光藉由光纖輸送至整合式光子組件。例如，整合式光子組件可爲從屬雷射或振蕩器，且主雷射(或振蕩器)可藉由整合至模組中的光纖耦合至整合式光子組件。在一些狀况下，整合式光子組件之波長、相位及/或行寬度可注入鎖定至外部振蕩器。
已詳細參考本發明所揭示的實施例，附圖中例示該等實施例之一或多個實例。每一實例均以解釋本技術而非限制本技術之方式提供。事實上，儘管已參照本發明之特定實施例詳細描述本說明書，但熟習此項技術者應理解的是，在獲得對前述內容之理解後，可容易構想出此等實施例之替代形式、變化形式及等效物。例如，作為一個實施例之部分所例示或描述的特徵可與另一實施例一起使用，以產生更進一步的實施例。因此，意欲本標的物涵蓋所附申請專利範圍及其等效物之範疇內的所有此類修改及變化。在不脫離隨附申請專利範圍中更特定闡述的本發明之範疇的情况下，此項技術中之一般技術者可實踐本發明之此等及其他修改形式及變化形式。此外，一般技藝人士將瞭解前述描述僅爲舉例說明，且不意欲限制本發明。
100、103‧‧‧SOI平台
101、102‧‧‧模組
110‧‧‧SSC
120‧‧‧微機械結構
130、250、310‧‧‧金屬襯墊
140‧‧‧整合式光子組件
150、510‧‧‧光纖
160‧‧‧光波導
170‧‧‧SOI光子電路系統；光子電路；光子IC
210、330、420、520‧‧‧俯視圖
220、340、430、530‧‧‧側橫截面圖
230、350、440、540‧‧‧邊緣上橫截面圖
240‧‧‧微機械溝槽結構
260‧‧‧共同製造的SSC
270‧‧‧金屬迹線
280、290、380、390、480、490、580、590‧‧‧橫截面指示符
300‧‧‧整合式光子組件
320‧‧‧波導
410‧‧‧光模
圖1A-1D爲根據一些實施例之整合式光子模組之部分的簡化示意圖。
圖2爲根據一些實施例之用於整合式光子模組之絕緣體上矽(SOI)平台之三個視圖的簡化示意圖。
圖3A爲根據一些實施例之用於整合式光子模組之整合式光子組件的簡化示意圖。
圖3B爲根據一些實施例之含有整合式光子組件及SOI平台的整合式光子模組之部分之三個視圖的簡化示意圖。
圖4爲根據一些實施例之含有整合式光子組件及SOI平台的整合式光子模組之部分之三個視圖的簡化示意圖。
圖5爲根據一些實施例之含有光纖、整合式光子組件，及SOI平台的整合式光子模組之三個視圖的簡化示意圖。

Claims (16)

  1. 一種整合式光子模組，其包含： 一絕緣體上矽平台，其包含： 一絕緣體上矽光子電路； 一第一組金屬接觸襯墊； 一共同製造的斑點大小轉換器；以及 一共同製造的微機械溝槽結構； 一整合式光子組件，其包含一第二組金屬接觸襯墊；以及 一光纖； 其中： 該第二組金屬接觸襯墊連接至該第一組金屬接觸襯墊； 該共同製造的微機械溝槽結構包含與該光纖相容的尺寸； 該光纖黏合至該微機械溝槽結構，且至少部分地設置在該微機械溝槽結構內；且 該光纖、該整合式光子組件、該共同製造的斑點大小轉換器，及該絕緣體上矽光子電路包含彼此空間對準的光模。
  2. 如申請專利範圍第1項之整合式光子模組，其中該第一組金屬接觸襯墊及該第二組金屬接觸襯墊以焊錫連接。
  3. 如申請專利範圍第1項之整合式光子模組，其中： 該共同製造的斑點大小轉換器在可忽略損耗的情况下將該光纖之該光模之斑點大小轉變成亞微米波導模；且 該光纖之該光模之該斑點大小具有自3微米至12微米的直徑。
  4. 如申請專利範圍第1項之整合式光子模組，其中： 該整合式光子組件進一步包含一或多個波導；且 該等波導與該共同製造的斑點大小轉換器對準，使得該整合式光子組件之一光模與該共同製造的斑點大小轉換器之一光輸入顯著地對準。
  5. 如申請專利範圍第1項之整合式光子模組，其中該整合式光子組件包含III-V材料。
  6. 如申請專利範圍第1項之整合式光子模組，其中該共同製造的微機械結構包含一V形凹槽幾何形狀。
  7. 如申請專利範圍第1項之整合式光子模組，其中該絕緣體上矽光子電路進一步包含用於該整合式光子組件之控制電路系統。
  8. 如申請專利範圍第1項之整合式光子模組，其中該共同製造的斑點大小轉換器包含具有一縱向變化的形狀之一圖案化波導材料，該縱向變化的形狀允許光模大小之一絕熱變化。
  9. 如申請專利範圍第8項之整合式光子模組，其中該圖案化波導材料包含一錐形幾何形狀。
  10. 如申請專利範圍第8項之整合式光子模組，其中該圖案化波導材料包含一光子能隙結構。
  11. 一種整合式光子模組，其包含： 一絕緣體上矽平台，其包含： 一絕緣體上矽光子電路； 一共同製造的斑點大小轉換器；以及 一共同製造的微機械溝槽結構；以及 一光纖； 其中： 共同製造的微機械溝槽結構包含與該光纖相容的尺寸， 該光纖黏合至該微機械溝槽結構，且至少部分地設置在該微機械溝槽結構內，且 該光纖、該共同製造的斑點大小轉換器，及該絕緣體上矽光子電路包含彼此空間對準的光模。
  12. 如申請專利範圍第11項之整合式光子模組，其中該共同製造的斑點大小轉換器在可忽略損耗的情况下將包含自3微米至12微米直徑的該光纖之光模轉變成亞微米波導模。
  13. 如申請專利範圍第11項之整合式光子模組，其中該共同製造的微機械結構包含一V形凹槽幾何形狀。
  14. 如申請專利範圍第11項之整合式光子模組，其中該共同製造的斑點大小轉換器包含具有一縱向變化的形狀之一圖案化波導材料，該縱向變化的形狀允許光模大小之一絕熱變化。
  15. 如申請專利範圍第14項之整合式光子模組，其中該圖案化波導材料包含一錐形幾何形狀。
  16. 如申請專利範圍第14項之整合式光子模組，其中該圖案化波導材料包含一光子能隙結構。
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