中科院半導體研究所公開一項集成光子芯片專利 可提升光模塊性能

12月15日消息（南山）據(jù)國家知識產(chǎn)權局，中國科學院半導體研究所近日公開了一項集成光子芯片專利，公開號：CN117170016A。

專利簡介如下：

大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等領域的快速發(fā)展使信息存儲和交換的媒介逐漸向數(shù)據(jù)中心遷移，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模迅速增長，相應的接口密度與數(shù)據(jù)帶寬持續(xù)增加。光通信因為大帶寬、低損耗、抗電磁干擾的特點，光模塊也在數(shù)據(jù)中心得到了廣泛應用。

數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長要求數(shù)據(jù)中心的交換架構在小體積的前提下向更高速率、更高通信容量發(fā)展，基于等離激元、光子晶體等新材料新結構體系的光模塊中的核心光電器件速率更高，器件尺寸也更小，預計光子芯片的尺寸可以降低至百微米量級。屆時，封裝將會成為制約光模塊速率提升、控制生產(chǎn)成本的重要因素。

鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種高集成度光子芯片結構，已解決傳統(tǒng)光模塊中光子芯片密度受限，且端面耦合方式帶來的在線測試不方便等問題。

本發(fā)明實施例提出了一種高集成度的垂直封裝光子集成芯片結構，該結構中硅襯底可以被頂層和底層功能層共用，進一步提高封裝密度，滿足高密度光模塊的發(fā)展需求。通過將光電器件分別排布在光子芯片的上下兩層功能層中，光模塊發(fā)射端和接收端的串擾也將得到明顯抑制。此外，這種垂直封裝的光子芯片可以采用光柵與光纖陣列耦合，便于在線批量檢測。光子芯片上用于與外部電芯片互聯(lián)的焊盤可以根據(jù)電芯片的高度任意調(diào)節(jié)，便于縮短鍵合引線長度，降低寄生效應，進一步提高光模塊的速率。

因為光子芯片與電芯片垂直封裝，光子芯片與電芯片互聯(lián)的焊盤可以放置于相同高度處，以便縮短鍵合引線的長度，獲得更好的高頻性能，具有潛在的經(jīng)濟與應用價值，有望在集成光學領域得到廣泛應用。

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