光學連接模塊的制作方法

本發明是關于一種光學連接模塊。

背景技術：

近年來，隨著光通訊領域蓬勃發展，光學連接模塊也日益受到重視。一般而言，光學連接模塊可包含陣列波導光柵與光偵測器。陣列波導光柵是用以接收來自光源的光，且將不同頻譜的光分隔，并以不同路徑傳遞至光偵測器。然而，由于光偵測器是面接收型元件，故光偵測器的收光面較佳是垂直于陣列波導光柵的出光路徑，而難以與電路基板的主表面平行，因此，光偵測器的收光面上的電路需要轉折至光偵測器的側面上，以利導線連接光偵測器與電路基板的主表面上的元件，然而，這樣的非共平面的電路轉折會干擾光學連接模塊的高頻信號的傳輸。

技術實現要素：

本發明的光學連接模塊可防止非共平面的電路轉折，以利高頻信號的傳輸。

依據本發明的部分實施方式，一種光學連接模塊包含基板、陣列波導光柵結構、光偵測器與斜面。陣列波導光柵結構是設置于基板上，且陣列波導光柵結構是用以傳遞光。光偵測器是設置于基板上，且光偵測器是用以偵測通過陣列波導光柵結構的光。光偵測器與陣列波導光柵結構所位于的基板是一體的。斜面是用以將來自陣列波導光柵結構的光轉向至光偵測器。

依據本發明的部分實施方式，其中陣列波導光柵結構包含相對的入光部以及出光部，且斜面與出光部相連接。

依據本發明的部分實施方式，其中斜面是位于陣列波導光柵結構上。

依據本發明的部分實施方式，其中陣列波導光柵結構包含相對的第一表面以及第二表面，第一表面比第二表面更靠近光偵測器，斜面是連接于第一表面 與第二表面之間，斜面與第一表面相接且形成一夾角。

依據本發明的部分實施方式，其中斜面與第二表面相接且形成一夾角。

依據本發明的部分實施方式，陣列波導光柵結構包含第一覆蓋層、第二覆蓋層與陣列波導光柵層。第一覆蓋層比第二覆蓋層更靠近光偵測器，亦即第二覆蓋層是相對第一覆蓋層遠離光偵測器。陣列波導光柵層是夾抵于第一覆蓋層與第二覆蓋層之間，且陣列波導光柵層包含一末端部，末端部是連接第一覆蓋層與第二覆蓋層。斜面是位于末端部上，第一覆蓋層與陣列波導光柵層定義一第一交界面，且第一交界面與斜面的夾角為銳角。

依據本發明的部分實施方式，其中第二覆蓋層與陣列波導光柵層定義第二交界面，第二交界面與斜面的夾角為鈍角。

依據本發明的部分實施方式，其中第一覆蓋層與第二覆蓋層的至少一者包含輔助斜面，輔助斜面是延伸于斜面，且輔助斜面與斜面是共面的。

依據本發明的部分實施方式，還包含一反射層，設置于斜面上。

依據本發明的部分實施方式，其中反射層包含遠離斜面的一反射面，反射面是平行于斜面。

依據本發明的部分實施方式，其中基板具有一突起部以及一基底部，突起部是突起于基底部，且斜面是連接突起部與基底部，光偵測器是設置于突起部上，陣列波導光柵結構是設置于基底部上。

依據本發明的部分實施方式，還包含至少一焊墊，焊墊是夾抵于基板與陣列波導光柵結構之間。

依據本發明的部分實施方式，其中基板具有至少一卡合結構，卡合結構比陣列波導光柵結構遠離光偵測器，并是用以卡合一光學被動元件。

依據本發明的部分實施方式，其中基板具有至少一卡合結構，陣列波導光柵結構是卡合于卡合結構。

于上述實施方式中，光學連接模塊是利用一斜面，使得來自陣列波導光柵結構的光轉向至光偵測器，故光偵測器的接收面無須垂直于陣列波導光柵結構的出光路徑，使得光偵測器上的電路無須刻意地設計成從接收面轉折至光偵測器的側面，以防止電路的非共平面轉折，而助于高頻信號的傳輸。

以上所述僅是用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明的具體細節將在下文的實施方式及相關附圖中詳細 介紹。

附圖說明

閱讀以下詳細敘述并搭配對應的附圖，可了解本發明的多個樣態。需留意的是，附圖中的多個特征并未依照該業界領域的標準作法繪制實際比例。事實上，所述的特征的尺寸可以任意的增加或減少以利于討論的清晰性。

圖1為依據本發明的部分實施方式的光學連接模塊的剖面示意圖；

圖2為依據本發明的部分實施方式的陣列波導光柵結構的放大示意圖；

圖3為圖2的仰視圖；

圖4為依據本發明的部分實施方式的另一陣列波導光柵結構的放大示意圖；

圖5為依據本發明的部分實施方式的另一光學連接模塊的剖面示意圖；

圖6為依據本發明的部分實施方式的另一光學連接模塊的剖面示意圖；

圖7為依據本發明的部分實施方式的另一光學連接模塊的剖面示意圖。

具體實施方式

以下將以附圖及詳細說明清楚說明本發明的精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在了解本發明的實施例后，當可由本發明所教示的技術，加以改變及修飾，其并不脫離本發明的精神與范圍。

另外，空間相對用語，如“下”、“下方”、“低”、“上”、“上方”等，是用以方便描述一元件或特征與其他元件或特征在附圖中的相對關系。除了附圖中所示的方位以外，這些空間相對用語亦可用來幫助理解元件在使用或操作時的不同方位。當元件被轉向其他方位(例如旋轉90度或其他方位)時，本文所使用的空間相對敘述亦可幫助理解。

圖1為依據本發明的部分實施方式的光學連接模塊10的剖面示意圖。如圖1所示，光學連接模塊10包含基板100、陣列波導光柵(Arrayed-Wavelength Grating；AWG)結構200、光偵測器300與斜面400。陣列波導光柵結構200是設置于基板100上，且陣列波導光柵結構200是用以傳遞光。光偵測器300是設置于基板100上，且光偵測器300是用以偵測通過陣列波導光柵結構200的光。斜面400是用以將陣列波導光柵結構200的光轉向至光偵測器300。

于上述實施方式中，由于光學連接模塊10可利用斜面400使得來自陣列波導光柵結構200的光轉向至光偵測器300，故可防止光偵測器300上的電路產生非共平面的轉折，而助于高頻信號的傳輸。進一步來說，光偵測器300具有接收面310以及鄰接于接收面310的側面330。由于斜面400可將來自陣列波導光柵結構200的光轉向至光偵測器300，故光偵測器300的接收面310無須垂直于陣列波導光柵結構200的出光路徑，使得導線M可直接連接至接收面310上的電路，故光偵測器300上的電路(未示于圖中)無須為了導線M的連接而刻意地設計成從接收面310轉折至光偵測器300的側面330，以防止光偵測器300上的電路的非共平面轉折，而助于高頻信號的傳輸。

進一步來說，于部分實施方式中，如圖1所示，陣列波導光柵結構200包含相對的入光部230以及出光部240，入光部230是比出光部240更遠離光偵測器300，入光部230是用以接收光，出光部240是將陣列波導光柵結構200中的光發射出去，且出光部240是連接斜面400。當出光部240發射出的光碰觸到斜面400時，此光可通過斜面400反射至斜面400下方的光偵測器300，故斜面400可幫助陣列波導光柵結構200的光轉向至光偵測器300。

于部分實施方式中，如圖1所示，光偵測器300具有相對的接收面310與背面320。背面320是接合于基板100。接收面310是相對背面320遠離基板100。至少部分的接收面310是位于斜面400正下方，如此可利于斜面400將陣列波導光柵結構200的光利用反射的方式轉向至光偵測器300的接收面310。

于部分實施方式中，如圖1所示，陣列波導光柵結構200與光偵測器300是位于相同的基板100，此基板100是一體成形的，故可縮短陣列波導光柵結構200與光偵測器300之間的光程距離。換句話說，陣列波導光柵結構200與光偵測器300所在的基板100是一體的，以利縮短光離開陣列波導光柵結構200至進入光偵測器300的路徑長度。舉例而言，基板100可為一體成形的硅基板或其他半導體基板，但本發明不以此為限。由于光偵測器300與陣列波導光柵結構200所位于的基板100是一體的，故可縮短陣列波導光柵結構200與光偵測器300之間的光程距離，以利于提升陣列波導光柵結構200與光偵測器300的光學耦合效率，故于部分實施方式中，光偵測器300與斜面400之間可無需設置額外的光學透鏡來提升光學耦合效率。當然，于部分實施方式中， 光偵測器300與斜面400之間亦可設有光學透鏡以進一步地提升光學耦合效率。

參照圖2，圖2為依據本發明的部分實施方式的陣列波導光柵結構200的放大示意圖。于部分實施方式中，斜面400是位于陣列波導光柵結構200上。如圖2所示，斜面400是設置于陣列波導光柵結構200的出光部240之上。如此一來，可縮短陣列波導光柵結構200的光傳遞至斜面400的距離，借此減少光能的損失，利于提升陣列波導光柵結構200傳遞至光偵測器300的光學耦合效率。

于部分實施方式中，如圖1及圖2所示，陣列波導光柵結構200可包含相對的第一表面210以及第二表面220，第一表面210比第二表面220更靠近光偵測器300，斜面400是連接于第一表面210與第二表面220之間，且斜面400與第一表面210的夾角θ為銳角。也就是說，第一表面210與斜面400具有一夾角θ，此夾角θ小于90°。

于部分實施方式中，如圖1及圖2所示，第二表面220與斜面400的夾角為鈍角。也就是說，第二表面220與斜面400具有一夾角此夾角大于90°。

參照圖2，于部分實施方式中，陣列波導光柵結構200包含第一覆蓋層250、第二覆蓋層260與陣列波導光柵層270。第一覆蓋層250比第二覆蓋層260更靠近該光偵測器300，亦即第二覆蓋層260是相對第一覆蓋層250遠離光偵測器300。陣列波導光柵層270是夾于第一覆蓋層250與第二覆蓋層260之間，且陣列波導光柵層270包含末端部272。斜面400是位于末端部272上，第一覆蓋層250與陣列波導光柵層270定義第一交界面274，且第一交界面274與斜面400相接且形成一夾角。于部分實施方式中，第一覆蓋層250與第二覆蓋層260具有較陣列波導光柵層270低的折射率，可使得陣列波導光柵結構200的光被局限于陣列波導光柵層270，亦即光是傳遞于陣列波導光柵層270，而抵達末端部272。于部分實施方式中，陣列波導光柵結構200還包含上基板280。上基板280可覆蓋第二覆蓋層260，以保護下方的第二覆蓋層260、陣列波導光柵層270以及第一覆蓋層250。于部分實施方式中，如圖2所示，第二覆蓋層260與陣列波導光柵層270定義一第二交界面276，第二交界面276與斜面400相接且形成一夾角。

于部分實施方式中，如圖2所示，第一覆蓋層250與第二覆蓋層260的至少一者包含一輔助斜面410，輔助斜面410是延伸于斜面400，且輔助斜面410與斜面400是共面的。換句話說，輔助斜面410是緊連于第一覆蓋層250、第二覆蓋層260或以上兩者。如此一來，當光從陣列波導光柵層270逸散至第一覆蓋層250、第二覆蓋層260或以上兩者時，輔助斜面410可幫助傳遞于第一覆蓋層250、第二覆蓋層260或以上兩者的逸散光轉向至光偵測器300。

同時參照圖1及圖3，圖3為圖2的仰視圖。于部分實施方式中，如圖1及圖3所示，光學連接模塊10還包含焊墊110，焊墊110是用以將陣列波導光柵結構200固定于基板100。具體而言，如圖1及圖3所示，陣列波導光柵結構200的第一表面210上具有對位點212，且基板100亦有對應第一表面210的對位點212的基板對位點112，焊墊110可接觸第一表面210的對位點212與基板100的基板對位點112，使得陣列波導光柵結構200的對位點212與基板對位點112對位。如此一來，可確保陣列波導光柵結構200是位于基板100的正確位置，使得傳導于陣列波導光柵結構200的光順利傳遞至光偵測器300，在另一實施方式中，焊墊110的位置可與對位點212和基板對位點112的位置不同。此外，于部分實施方式中，如圖3所示，陣列波導光柵結構200可包含多個光通道278，光通道278是互相分離，借此用以傳遞不同頻帶的光，在另一實施方式中，每一光通道278亦可傳遞約略相同頻帶的光。

于部分實施方式中，如圖1所示，基板100具有一卡合結構120，卡合結構120比陣列波導光柵結構200更遠離光偵測器300，卡合結構120是用以卡合光學被動元件500。此卡合結構120是經設計而位于基板100的特定位置，因此光學被動元件500可經由卡合結構120對準陣列波導光柵結構200的入光部230，使得光線經由光學被動元件500傳遞至陣列波導光柵結構200的入光部230。如此一來，可通過卡合結構120對準陣列波導光柵結構200與光學被動元件500，幫助光線順利進入陣列波導光柵結構200，以利于提升光學連接模塊10的光學耦合效率。舉例而言，光學被動元件500可為光纖或透鏡，但本發明不以此為限。此外，于部分實施方式中，如圖1所示，光學連接模塊10還包含電路板600與驅動元件700，基板100是設置于電路板600之上。驅動元件700是設置于電路板600，且驅動元件700是用以驅動光偵測器300或提供電信號予光偵測器300。驅動元件700與光偵測器300是經由導線M電 性連接。于部分實施方式中，卡合結構120可為通過蝕刻制程或研磨制程而形成的凹槽結構，但本發明不以此為限。

于部分實施方式中，如圖4所示，光學連接模塊10還包含反射層420，反射層420是設置于斜面400上。進一步來說，反射層420是鄰設于斜面400或接觸斜面400。借此，來自陣列波導光柵結構200的部分光可經由斜面400反射至光偵測器300，且部分未經斜面400反射而穿透斜面400的光則可通過反射層420反射而轉向至光偵測器300，借此提高陣列波導光柵結構200的光反射而轉向至光偵測器300的機率。如此一來，通過斜面400與鄰設于斜面400的反射層420，可提升光學連接模塊10的光學耦合效率。舉例而言，于部分實施方式中，反射層420可為高反射率的薄膜，例如：金、銀或其他高反射率材料的薄膜，但本發明并不以此為限。

于部分實施方式中，如圖4所示，反射層420包含遠離斜面400的反射面422，反射面422是平行于斜面400。也就是說，反射面422與延伸的第一表面210的夾角以及斜面400與第一表面210的夾角是相等。如此一來，當來自陣列波導光柵結構200的光線分別傳遞至反射面422與斜面400時，由于光線抵達反射面422的入射角與光線抵達斜面400的入射角是相等，光線會以相等的角度反射而轉向至光偵測器300，故可幫助增加光偵測器300所偵測的光線的強度，利于提升光學連接模塊10的光學耦合效率。

圖5為依據本發明的部分實施方式的另一光學連接模塊10a的剖面示意圖。如圖5所示，本實施方式與前述實施方式的主要差異在于：基板100a可具有卡合結構130，陣列波導光柵結構200是被卡合結構130固定于基板100a，而焊墊110則可被省略。此卡合結構130是經設計而位于基板100a的特定位置，因此陣列波導光柵結構200可經由卡合結構130而對準光偵測器300與光學被動元件500，使得光線經由光學被動元件500傳遞至陣列波導光柵結構200的入光部230，且光線可經由陣列波導光柵結構200的出光部240而傳遞至光偵測器300。如此一來，可通過卡合結構130對準陣列波導光柵結構200、光學被動元件500與光偵測器300，幫助光線順利進入陣列波導光柵結構200，且光線順利轉向至光偵測器300，以利于增加光學連接模塊10a的光學耦合效率。舉例而言，于部分實施方式中，卡合結構130可為通過蝕刻制程或研磨制程而形成的凸起或凹槽結構，但本發明不以此為限。雖然本圖所示的實施方式 可省略焊墊110，但于其他實施方式中，焊墊110與卡合結構130亦可并存。換句話說，陣列波導光柵結構200可由焊墊110與卡合結構130所固定。

圖6為依據本發明的部分實施方式的另一光學連接模塊10b的剖面示意圖。如圖6所示，本實施方式與前述實施方式的主要差異在于：基板100b具有突起部140與基底部150，突起部140是突起于基底部150，且斜面400b是位于基板100b上并連接突起部140與基底部150，光偵測器300b是設置于突起部140上，且陣列波導光柵結構200b是設置于基底部150上。也就是說，于部分實施方式中，光偵測器300b的接收面310b是位于光偵測器300的最底部，亦即接收面310b是相對背面320b接近基板100b，且接收面310b是用以偵測被斜面400b所反射的來自陣列波導光柵結構200b的光。

圖7為依據本發明的部分實施方式的另一光學連接模塊10c的剖面示意圖。如圖7所示，本實施方式與前述實施方式的主要差異在于：光偵測器300c是設置于陣列波導光柵結構200之上。具體而言，如圖7所示，光偵測器300c至少部分地覆蓋斜面400。光偵測器300c的接收面310c是位于光偵測器300c的最底部，亦即接收面310c是相對背面320c接近陣列波導光柵結構200及斜面400，斜面400可將陣列波導光柵結構200中的光線以反射的方式轉向至光偵測器300c的接收面310c，增加陣列波導光柵結構200至光偵測器300c的光學耦合效率。如圖7所示，陣列波導光柵結構200相較于圖1所示的實施方式是顛倒設置的，故上基板280在本實施方式中為陣列波導光柵結構200的最接近基板100的結構，因此，于部分實施方式中，當上基板280與基板100的材質相同時(例如：兩者的材質均為硅)，上基板280與基板100可利用相同制程完成。于部分實施方式中，陣列波導光柵結構200亦可省略此上基板280，而第二覆蓋層260可接合于基板100。換句話說，于這樣的實施方式中，可直接在基板100上形成第二覆蓋層260、陣列波導光柵層270與第一覆蓋層250，而形成陣列波導光柵結構200。

綜上所述，本發明的光學連接模塊利用一斜面，使得來自陣列波導光柵結構的光轉向至光偵測器，故光偵測器的接收面無須垂直于陣列波導光柵結構的出光路徑，使得光偵測器上的電路無須刻意地設計成從接收面轉折至光偵測器的側面，以防止電路的非共平面轉折，而助于高頻信號的傳輸。此外，光偵測器與陣列波導光柵結構所位于的基板是一體的，故可縮短陣列波導光柵結構與 光偵測器之間的光程距離，以利于光學連接模塊的光學耦合效率。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視所附的權利要求書所界定的范圍為準。