專利名稱：一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光無源器件領(lǐng)域，尤其涉及一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片。
背景技術(shù)：
P0N/FTTP技術(shù)能夠為接入網(wǎng)提供較高的帶寬，光分路器是FTTH的核心光器件，光分路器控制著從中心局(CO)到本地配線架之間的光功率分配。目前光分路器主要有兩種類型傳統(tǒng)的拉錐耦合器工藝生產(chǎn)的熔融拉錐光分路器(Fused Fiber Splitter)，基于光學(xué)集成技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)生產(chǎn)的平面光波導(dǎo)光分路器(PLC Splitter)。熔融拉錐型光分路器，是將兩根或多根光纖夾持在一起，在熔融拉錐機(jī)上進(jìn)行熔融拉伸，通過實(shí)時監(jiān)控分光比的變化，當(dāng)分光比達(dá)到要求后停止拉伸，將其中一端保留一根光纖作為輸入端，另一端作為多路輸出端。這類光分路器的主要缺點(diǎn)有損耗對光波長敏感，一般需要根據(jù)波長選用器件，這在三網(wǎng)融合應(yīng)用過程中是致命缺陷，因為三網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)墓庑盘栍?310nm、1490nm、1550nm等多種波長；均勻性較差，1*4標(biāo)稱最大相差 1. 5dB左右，1*8以上相差更大，不能確保均勻分光，可能影響整體傳輸距離；插入損耗隨溫度變化量大；多路分路器多依靠多個1*2級聯(lián)在一起后再整體封裝，體積較大，且路數(shù)越多，體積越大，可靠性越低，安裝空間受到很大的限制。平面光波導(dǎo)分路器是用半導(dǎo)體工藝制作光波導(dǎo)分支器件，分路的功能在芯片上完成，可以在一只芯片上實(shí)現(xiàn)多達(dá)1*32以上分路，然后，在芯片兩端分別耦合封裝輸入端和輸出端多通道光纖陣列。這種器件的優(yōu)點(diǎn)有損耗對傳輸光波長不敏感，可以滿足不同波長的傳輸需要； 分光均勻，可以將信號均勻分配給用戶；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可以直接安裝在現(xiàn)有的各種交接箱內(nèi)，不需特殊設(shè)計留出很大的安裝空間；單只器件分路通道很多，可以達(dá)到32路以上； 多路成本低，分路數(shù)越多，成本優(yōu)勢越明顯。傳統(tǒng)的晶圓制造工藝，每個芯片單元都是矩形的，多個相同的矩形單元同向排列在同一個晶圓片上(如圖3所示)，這種結(jié)構(gòu)對于光分路器而言，由于輸入端和輸出端通道數(shù)差異較大，刻蝕均勻性變差，應(yīng)力變大，器件質(zhì)量和性能下降；此外，晶圓利用率較低，且分路數(shù)越多，輸入端利用率越低，晶圓片浪費(fèi)越多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，改善由于結(jié)構(gòu)造成的工藝不均勻性，降低應(yīng)力，提高器件質(zhì)量；在相同尺寸的晶圓片上， 排列更多的芯片單元，提高單個晶圓片的芯片產(chǎn)值，降低產(chǎn)品成本。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案
一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，采用梯形芯片形狀的平面光波導(dǎo)分路器芯片，并在晶圓片上依次兩兩倒置排列。進(jìn)一步地，平面光波導(dǎo)分路器芯片的梯形芯片形狀為等腰梯形，上底(短邊)作為輸入端，下底(長邊)作為輸出端。進(jìn)一步地，平面光波導(dǎo)分路器芯片的襯底為二氧化硅。本發(fā)明一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，采用梯形芯片形狀的平面光波導(dǎo)分路器芯片，并在晶圓片上依次兩兩倒置排列，改善了由于結(jié)構(gòu)造成的工藝不均勻性，使得應(yīng)力大為降低，器件質(zhì)量得到了提高；在相同尺寸的晶圓片上，排列更多的芯片單元，且通道數(shù)越多， 晶圓利用率越高，提高了單個晶圓片的芯片產(chǎn)值，降低了生產(chǎn)成本；另外，采用二氧化硅作為襯底，省去了傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝先在硅襯底上生長二氧化硅下包層的步驟，減去了二氧化硅下包層的生長時間，縮短了產(chǎn)品的生長周期，降低了產(chǎn)品成本，而且襯底和下包層為同種材料，消除了襯底對器件的應(yīng)力影響，降低了器件的偏振相關(guān)損耗。


附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中
圖1是本發(fā)明一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中平面光波導(dǎo)分路器芯片的截面示意圖； 圖3是傳統(tǒng)工藝平面光波導(dǎo)分路器芯片晶圓結(jié)構(gòu)排列示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1、圖2所示，一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，采用梯形芯片形狀的平面光波導(dǎo)分路器芯片1，并在晶圓片2上依次兩兩倒置排列。平面光波導(dǎo)分路器芯片1的梯形芯片形狀為等腰梯形，上底(短邊)作為輸入端3， 下底(長邊)作為輸出端4。平面光波導(dǎo)分路器芯片1的襯底5為二氧化硅。具體的工藝流程如下
在二氧化硅襯底5上直接生長波導(dǎo)芯6，波導(dǎo)芯6為摻雜的二氧化硅，折射率略高于襯底5，將多余的摻雜芯層腐蝕掉，留下具有一定形狀的部分作為波導(dǎo)芯6 ；然后再襯底5上形成一層能完全覆蓋波導(dǎo)芯的二氧化硅上包層7，其折射率與襯底5相同；在排版時，將單個分路器芯片1設(shè)計為等腰梯形芯片形狀，在晶圓片2上兩兩倒置排列，其中，梯形的上底(短邊)作為分路器芯片輸入端3 (通道數(shù)少的一端)，梯形的下底(長邊)作為分路器芯片輸出端4 (通道數(shù)多的一端)；晶圓片加工完成后，切割，裸片研磨拋光；測試封裝。以1*N路PLC光分路器為例，分別計算傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和本發(fā)明結(jié)構(gòu)單個晶圓片的芯片產(chǎn)值關(guān)系
設(shè)分路器輸入端長度為X，輸出端長度為Y，那么對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由于為矩形結(jié)構(gòu)，一個芯片單元所占的面積為H * Y (H為矩形另一邊)；
對于本發(fā)明結(jié)構(gòu)，一個芯片單元所占面積為H* (X+Y) /2 ；
那么，對于相同尺寸的晶圓片，采用新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)能與采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)能之比為11 _ 2Y
"*(X + Y)/2 . Η*Υ~ Χ + Υ
若 X=2mm，N=32，那么 Y=32*0. 127+0. 5*2=5. 064mm，其中 0. 127mm 是波導(dǎo)與波導(dǎo)之間的間距，0. 5mm是最外側(cè)波導(dǎo)與芯片單元邊緣的距離。代入產(chǎn)能比公式中得出，采用新結(jié)構(gòu)后的產(chǎn)能增加43. 4%。本發(fā)明一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，采用梯形芯片形狀的平面光波導(dǎo)分路器芯片，并在晶圓片上依次兩兩倒置排列，改善了由于結(jié)構(gòu)造成的工藝不均勻性，使得應(yīng)力大為降低，器件質(zhì)量得到了提高；在相同尺寸的晶圓片上，排列更多的芯片單元，且通道數(shù)越多， 晶圓利用率越高，提高了單個晶圓片的芯片產(chǎn)值，降低了生產(chǎn)成本；另外，采用二氧化硅作為襯底，省去了傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝先在硅襯底上生長二氧化硅下包層的步驟，減去了二氧化硅下包層的生長時間，縮短了產(chǎn)品的生長周期，降低了產(chǎn)品成本，而且襯底和下包層為同種材料，消除了襯底對器件的應(yīng)力影響，降低了器件的偏振相關(guān)損耗。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，其特征在于采用梯形芯片形狀的平面光波導(dǎo)分路器芯片，并在晶圓片上依次兩兩倒置排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，其特征在于所述平面光波導(dǎo)分路器芯片的梯形芯片形狀為等腰梯形，上底(短邊)作為輸入端，下底(長邊)作為輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，其特征在于所述平面光波導(dǎo)分路器芯片的襯底為二氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，采用梯形芯片形狀的平面光波導(dǎo)分路器芯片，并在晶圓片上依次兩兩倒置排列。本發(fā)明一種平面光波導(dǎo)分路器晶圓片，改善了由于結(jié)構(gòu)造成的工藝不均勻性，使得應(yīng)力大為降低，器件質(zhì)量得到了提高；在相同尺寸的晶圓片上，排列更多的芯片單元，且通道數(shù)越多，晶圓利用率越高，提高了單個晶圓片的芯片產(chǎn)值，降低了生產(chǎn)成本；另外，采用二氧化硅作為襯底，省去了傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝先在硅襯底上生長二氧化硅下包層的步驟，縮短了產(chǎn)品的生長周期，降低了產(chǎn)品成本，而且襯底和下包層為同種材料，消除了襯底對器件的應(yīng)力影響，降低了器件的偏振相關(guān)損耗。
文檔編號G02B6/125GK102360097SQ20111031241
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月15日
發(fā)明者孫麥可, 宋齊望 申請人:孫麥可, 宋齊望