TWI909589B - 多層堆疊波導的製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種多層堆疊波導的製備方法，包括一前置步驟：提供一光學波導塊，其中，該光學波導塊具有一基板以及複數個光學波導，該等光學波導設置在該基板內且鄰近該基板的一上表面設置；以及一接合步驟：翻轉另一光學波導塊並接合在該光學波導塊上方，以形成一雙層堆疊波導結構。藉此，可以透過直接設置有複數個光學波導的光學波導塊直接堆疊而形成多層波導堆疊結構，僅須透過加熱、薄化及/或沉積氧化矽層來完成多層堆疊，節省製程時間與成本。

Description

多層堆疊波導的製備方法

本發明涉及一種堆疊波導的技術領域，尤指一種多層堆疊波導的製備方法。

目前所知的多層波導光耦合器，可參考中華民國發明公開專利第202349044號以及第202349046號，其揭露一種製造具有一第一光接收端及與該第一光接收端相對之一第二光輸出端之一光耦合器之方法包括：由具有一第一折射率之一包層材料形成一包層；及由具有大於該第一折射率之一第二折射率之一核心材料形成該包層內所含有之複數個波導核心層。而形成每一層的步驟均須包括沉積一包層以及沉積/圖案化一波導核心層，十分浪費製程時間與材料。

本發明之目的在於提供一種多層堆疊波導的製備方法，可以透過直接設置有複數個光學波導的光學波導塊直接堆疊而形成多層波導堆疊結構，僅須透過加熱、薄化及/或沉積氧化矽層來完成多層堆疊，節省製程時間與成本。

本發明之另一目的在於提供一種多層堆疊波導的製備方法，可以在光學波導塊上形成有對位標記，以使多個堆疊的光學波導塊在接合時能夠相互對準接合，以提高製造良率。

根據上述的目的，本發明提供一種多層堆疊波導的製備方法，包括：一前置步驟：提供一光學波導塊，其中，該光學波導塊具有一基板以及複數個光學波導，該等光學波導設置在該基板內且鄰近該基板的一上表面設置；以及一接合步驟：翻轉另一光學波導塊並接合在該光學波導塊上方，以形成一雙層堆疊波導結構。

在一些實施例中，該等光學波導相互平行且相互間隔設置。

在一些實施例中，在該接合步驟之前，還包括一施加步驟，該施加步驟包括施加一氧化矽層在該光學波導塊的該上表面上。

在一些實施例中，該接合步驟中，已翻轉的該另一光學波導塊透過該氧化矽層而接合在該光學波導塊上方。

在一些實施例中，該接合步驟之後，還包括一加熱步驟，該加熱步驟包括執行一加熱處理以使該光學波導塊透過該氧化矽層而黏合已翻轉的該另一光學波導塊。

在一些實施例中，該光學波導塊與該另一光學波導塊的結構相同。

在一些實施例中，該光學波導塊透過一圖案化操作而形成至少二對位標記在該光學波導塊上。

在一些實施例中，各該對位標記的一高度低於該氧化矽層的一高度。

在一些實施例中，在該加熱步驟之後，還包括一薄化步驟，該薄化步驟包括將該另一光學波導塊的一厚度減薄，且不會使該另一光學波導塊中間的複數個光學波導受損。

在一些實施例中，在該接合步驟之後，在該雙層堆疊波導結構上循環執行該施加步驟、該接合步驟、該加熱步驟以及該薄化步驟，以形成一多層堆疊波導結構。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文茲配合各圖式所列舉之具體實施例詳加說明。

本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解為其本發明僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所為定義。

另外，術語「包含」及/或「包含」指所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

為使  貴審查委員方便瞭解本發明之內容，以及所能達成之功效，茲配合圖式列舉之各項具體實施例以詳細說明如下。

圖1係為本發明多層堆疊波導的製備方法的流程示意圖。圖2係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。圖3係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。圖4係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。圖5係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。圖6係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。

請參考圖1到圖6，本發明的多層堆疊波導的製備方法S100包括一前置步驟S110、一施加步驟S120、一接合步驟S130以及一加熱步驟S140。

請同時參考圖1及圖2，在前置步驟S110中，包括提供一光學波導塊100。在一些實施例中，光學波導塊100可具有一基板110以及複數個光學波導120，而該等光學波導120設置在基板110內且鄰近基板110的一上表面111設置。

在一些實施例中，該等光學波導120可相互平行且相互間隔設置。在一些實施例中，光學波導塊100還可透過一圖案化操作而形成至少二對位標記130在光學波導塊100上。在本實施例中，以四個對位標記為圖例進行說明，但並不以此為限。在本實施例中，四個對位標記130分別設置在光學波導塊100的四個邊角處。

請參考圖1、圖4及圖5，在接合步驟S130中，包括翻轉另一光學波導塊200並接合在光學波導塊100上方，以形成一雙層堆疊波導結構10A。在一些實施例中，光學波導塊100與光學波導塊200的結構可以相同，意即，光學波導塊200可具有一基板210以及複數個光學波導220。相同地，光學波導塊200上亦可形成對位標記(圖未示)，以便於接合時光學波導塊200能夠與光學波導塊100相互對準接合。在一些實施例中，基板110與基板210的材質可為矽或玻璃，但並不以此為限。在本實施例中，光學波導塊100與光學波導塊200可利用其相互面對的各表面在高溫高壓環境下產生的一氧化物做鍵結以進行接合，或者是透過施加步驟S120與加熱步驟S140完成接合，將於下詳述。

請參考圖1及圖3，在接合步驟S130之前，還包括一施加步驟S120。施加步驟S120可包括施加一氧化矽層140在光學波導塊100的上表面111上。在一些實施例中，氧化矽層140施加在光學波導塊100的方法包括沉積或塗佈，但並不以此為限。完成施加步驟S120之後，在接合步驟S130中已翻轉的光學波導塊200可透過氧化矽層140而接合在光學波導塊100上方。

請再參考圖1、圖4及圖5，在接合步驟S130之後，還可包括一加熱步驟S140。加熱步驟S140可包括執行一加熱處理以使光學波導塊100透過氧化矽層140而黏合已翻轉的光學波導塊200。在一些實施例中，各對位標記130的一高度低於氧化矽層140的一高度。

請再參考圖1及圖6，在加熱步驟S140之後，還可包括一薄化步驟S150。薄化步驟S150可包括將光學波導塊200的一厚度減薄，且減薄後不會使光學波導塊200中間的複數個光學波導220受損。在一些實施例中，薄化步驟S150可透過一研磨操作或一拋光操作實現，但並不以此為限。在一些實施例中，在接合步驟S130之後，在該雙層堆疊波導結構10A上循環執行施加步驟S120、接合步驟S130、加熱步驟S140以及薄化步驟S150，以形成具有光學波導塊100、光學波導塊200、光學波導塊300、光學波導塊400的一多層堆疊波導結構10B。

圖7係為本發明多層堆疊波導的製備方法中如圖4的該結構應用於二維光纖陣列模組的示意圖。圖8為圖7的立體示意圖。

雙層堆疊波導結構10A可連接二維(二層)光纖陣列模組10，且雙層堆疊波導結構10A的各光學波導(即，光學波導120以及光學波導220)可以對應二維光纖陣列模組10的各光纖11設置，以傳輸光束。換言之，多層堆疊波導結構10B的層數可以對應多維(多層)光纖陣列模組(圖未示)的光纖陣列層數設置。

綜上所述，本發明的多層堆疊波導的製備方法S100可以透過直接設置有複數個光學波導(即，光學波導120以及光學波導220)的光學波導塊(即，光學波導塊100以及光學波導塊200)直接堆疊而形成多層波導堆疊結構，僅須透過加熱、薄化及/或沉積氧化矽層來完成多層堆疊，節省製程時間與成本。再者，本發明的多層堆疊波導的製備方法S100可以在光學波導塊(即，光學波導塊100以及光學波導塊200)上形成有對位標記(即，對位標記130)，以使多個堆疊的光學波導塊在接合時能夠相互對準接合，以提高製造良率。

綜上所陳，本案無論就目的、手段與功效，在在顯示其迥異於習知之技術特徵，且其首先發明合於實用，亦在在符合發明之專利要件，懇請  貴審查委員明察，並祈早日賜予專利，俾嘉惠社會，實感德便。

S100:多層堆疊波導的製備方法 S110~S150:步驟 10:二維光纖陣列模組 11:光纖 10A:雙層堆疊波導結構 10B:多層堆疊波導結構 100:光學波導塊 110:基板 111:上表面 120:光學波導 130:對位標記 140:氧化矽層 200:光學波導塊 210:基板 220:光學波導 300:光學波導塊 400:光學波導塊

圖1係為本發明多層堆疊波導的製備方法的流程示意圖。 圖2係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。 圖3係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。 圖4係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。 圖5係為本發明多層堆疊波導的製備方法中的一結構的示意圖。 圖6係為本發明多層堆疊波導的製備方法中形成多層堆疊波導的一結構的示意圖。 圖7係為本發明多層堆疊波導的製備方法中如圖4的該結構應用於二維光纖陣列模組的示意圖。 圖8為圖7的立體示意圖。

S100:多層堆疊波導的製備方法

S110~S150:步驟

Claims (4)

1. 一種多層堆疊波導的製備方法，包括：一前置步驟：提供一光學波導塊，其中，該光學波導塊具有一基板以及複數個光學波導，該等光學波導設置在該基板內且鄰近該基板的一上表面設置；一施加步驟，包括施加一氧化矽層在該光學波導塊的該上表面上；一接合步驟：翻轉另一光學波導塊並接合在該光學波導塊上方，以形成一雙層堆疊波導結構，已翻轉的該另一光學波導塊透過該氧化矽層而接合在該光學波導塊上方；一加熱步驟：包括執行一加熱處理以使該光學波導塊透過該氧化矽層而黏合已翻轉的該另一光學波導塊；一薄化步驟：包括將該另一光學波導塊的一厚度減薄，且不會使該另一光學波導塊中間的複數個光學波導受損；以及在該雙層堆疊波導結構上循環執行該施加步驟、該接合步驟、該加熱步驟以及該薄化步驟，以形成一多層堆疊波導結構。
2. 如請求項1所述之多層堆疊波導的製備方法，其中，該等光學波導相互平行且相互間隔設置。
3. 如請求項1所述之多層堆疊波導的製備方法，其中，該光學波導塊透過一圖案化操作而形成至少二對位標記在該光學波導塊上。
4. 如請求項1所述之多層堆疊波導的製備方法，其中，各該對位標記的一高度低於該氧化矽層的一高度。