CN116449506A - 一种基于玻璃基板的光电混合集成器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于玻璃基板的光电混合集成器件及其制作方法，包括：在玻璃基板上制作电互连通孔，在电互连通孔内形成电互连结构；在玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构；制作覆盖玻璃基板和第一光波导结构的掩膜，对掩膜进行处理得到线路图形，保留光线的传播方向上的掩膜；在线路图形上溅射金属，去除掩膜，形成导电线路以及光通孔；在光通孔内制作第二光波导结构，以使第一光波导结构和第二光波导结构形成光通路；在导线线路的上方集成光电芯片；从而降低高速信号传输时的损耗以及信号串扰。
Description
技术领域
本发明涉及元器件封装技术领域，特别涉及一种基于玻璃基板的光电混合集成器件及其制作方法。
背景技术
随着数字时代的不断发展，以大数据、云计算、物联网为代表的新一代通信技术迅猛发展，超高速传输对网络带宽的需要求成倍增加，底层光电芯片的性能持续提升，光电子器件规模化集成已成为未来信息技术发展的重要方向，光电融合已是集成电路的必然趋势；光电集成是指把光器件和电器件集成为有某种光电功能的模块或组件。
当前，光电互连集成主要采用硅基转接板的方式实现，通过水平光波导实现光信号的连接，通过光路垂直耦合结构实现光信号的垂直连接，通过硅通孔(Through SiliconVia，TSV)实现电信号的垂直互连；然而，由于硅基转接板具有半导体特性，因此，硅基转接板的绝缘性能不佳，导致该光电互连集成方式集成的光电集成器件，在高速信号传输时，存在信号损耗大、串扰严重的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于玻璃基板的光电混合集成器件及其制作方法，以解决现有技术中，光电互连集成方式集成的光电集成器件，在高速信号传输时，存在信号损耗大、串扰严重的问题。
第一方面，本发明提供一种基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，包括：
提供一玻璃基板，在所述玻璃基板上制作电互连通孔，在所述电互连通孔内形成连接所述玻璃基板两侧的电互连结构；
在所述玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，所述预设角度斜面用于将从另一端入射的光线向背离所述玻璃基板的方向反射，得到反射光线；
制作覆盖所述玻璃基板和所述第一光波导结构的掩膜，对所述掩膜进行处理得到线路图形，保留所述反射光线的传播方向上的掩膜；
在所述线路图形上溅射金属，去除所述掩膜，形成导电线路以及光通孔；
在所述光通孔内制作第二光波导结构，其中，所述第二光波导结构的一端与所述第一光波导结构的具有斜面的一端连接连通；
将光电芯片的电连接端与所述导电线路连接，并将所述光电芯片的光信号连接端与所述第二光波导结构连接。
上述方案具有以下有益效果：
本发明的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，以玻璃基板为衬底，直接在玻璃基板上制作光波导结构以及导电线路，在同一封装结构内实现了波导的水平与垂直互连、垂直与水平方向的电连接以及光电***的混合集成，由于玻璃基板是绝缘体，采用玻璃作为载体，相对于硅基转接板的损耗更小，能够支持更高速的电学互连；从而降低高速信号传输时的损耗以及信号串扰。
可选的，在所述玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，包括：
在所述玻璃基板的上表面制作光波导下包层；
在所述光波导下包层的上表面制作一端具有预设角度的反射斜面的光波导芯层；
在所述光波导芯层的上表面制作光波导上包层，使所述光波导下包层和所述光波导上包层包裹所述光波导芯层，形成所述第一光波导结构。
可选的，所述玻璃基板包含有波导光学层，在所述玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，包括：
在所述玻璃基板具有波导光学层的一侧的预设位置，制作具有预设角度的斜面的反射端口；
在所述反射端口的斜面上沉积斜面介质层，在所述斜面介质层表面电镀金属，形成金属反射层。
可选的，在所述玻璃基板上制作电互连通孔，在所述电互连通孔内形成连接所述玻璃基板两侧的电互连结构，包括：
在所述玻璃基板上表面的预设位置制作若干垂直于所述玻璃基板的电互连通孔；
在所述电互连通孔的侧壁上沉积电互连通孔介质层，在所述电互连通孔介质层上电镀金属，以填充所述电互连通孔，形成所述电互连结构。
可选的，制作覆盖所述玻璃基板和所述第一光波导结构的掩膜，包括：
在所述光波导结构的上表面制作粘接层；
在所述粘接层的上表面制作金属种子层，在所述金属种子层的上表面制作感光干膜，形成所述掩膜。
可选的，在所述线路图形上溅射金属，去除所述掩膜，形成导电线路以及光通孔，包括：
在所述线路图形上蒸镀一层底层金属，在所述底层金属上溅射铜形成铜层；
去除所述感光干膜，保留所述导电线路图形；
将光敏材料旋涂在所述线路图形的上表面，并在预设的位置开设开口，制作所述导电线路以及所述光通孔。
可选的，在所述有机介质层的上方集成光电芯片之后，包括：
在所述玻璃基板的下表面的所述电互连结构端面的位置，制作金属化层；
在所述金属化层的表面植锡球，形成锡球凸点。
第二方面，本发明提供一种基于玻璃基板的光电混合集成器件，包括：
设置有电互连通孔的玻璃基板以及设置于所述电互连通孔内的电互连结构；
位于所述玻璃基板上的第一光波导结构，所述第一光波导结构的一端具有预设角度斜面，所述预设角度斜面用于将从另一端入射的光线向背离所述玻璃基板的方向反射，得到反射光线；
位于所述第一光波导结构上方的导电线路和第二光波导结构，所述第一光波导结构和所述第二光波导结构形成光通路；
位于所述导电线路上方的光电芯片，所述光电芯片的电连接端与所述导电线路连接，所述光电芯片的光信号连接端与所述第二光波导结构连接。
上述方案具有以下有益效果：
本发明的基于玻璃基板的光电混合集成器件，以玻璃基板为衬底，在玻璃基板的内部以及上方混合设置光波导结构和导电线路，在同一封装结构内实现了光波导以及电连接的混合集成，由于玻璃基板是绝缘体，采用玻璃作为载体，相对于硅基转接板的损耗更小，能够支持更高速的电学互连；从而降低高速信号传输时的损耗以及信号串扰。
可选的，所述第一光波导结构凸出设置于所述玻璃基板的上表面浅表层。
可选的，所述第一光波导结构位于所述玻璃基板内，所述第一光波导结构的上表面与所述玻璃基板的上表面处于同一平面。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中提供的一种基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法流程示意图；
图2(a)是本发明一实施例中提供的在玻璃基板上制作电互连通孔的示意图；
图2(b)是本发明一实施例中提供的制作种子层的示意图；
图2(c)是本发明一实施例中提供的制作电互连结构的示意图；
图2(d)是本发明一实施例中提供的一种制作第一光波导结构的示意图；
图2(e)是本发明一实施例中提供的制作导电线路以及光通孔的示意图；
图2(f)是本发明一实施例中提供的制作第二光波导结构的示意图；
图2(g)是本发明一实施例中提供的一种倒装光电芯片的示意图；
图3(a)是本发明一实施例中提供的另一种制作第一光波导结构的示意图；
图3(b)是本发明一实施例中提供的制作斜面介质层的示意图；
图3(c)是本发明一实施例中提供的另一种倒装光电芯片的示意图；
图4是本发明一实施例中提供的第一种基于玻璃基板的光电混合集成器件的结构示意图；
图5是本发明一实施例中提供的第二种基于玻璃基板的光电混合集成器件的结构示意图；
图6是本发明一实施例中提供的第三种基于玻璃基板的光电混合集成器件的结构示意图；
符号说明如下：
100、玻璃基板；110、电互连通孔；120、介质层；130、电互连结构；200、第一光波导结构；210、光波导下包层；220、光波导芯层；221、斜面；222、斜面介质层；230、光波导上包层；300、有机介质层；310、光通孔；311、导电线路；312、第二光波导结构；400、光电芯片；500、锡球凸点。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。
应当理解，下面阐述的实施例代表了使本领域技术人员能够实施实施例并说明实施实施例的最佳模式的必要信息。在根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解本公开的概念并且将认识到这些概念在本文中未特别提及的应用。应当理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。
还应当理解，尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元素，但是这些元素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。例如，可以将第一元件称为第二元件，并且类似地，可以将第二元件称为第一元件，而不脱离本公开的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元素被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元素时，不存在中间元素。
还应当理解，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“底部”、“中间”、“中间”、“顶部”等可以在本文中用于描述各种元素，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此这些元素不应受这些条款的限制。
这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。例如，第一元件可以被称为“上”元件，并且类似地，第二元件可以根据这些元件的相对取向被称为“上”元件，而不脱离本公开的范围。
进一步理解，术语“包括”、“包含”、“包括”和/或“包含”在本文中使用时指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，本文使用的术语应被解释为具有与其在本说明书和相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文明确如此定义，否则不会以理想化或过于正式的意义进行解释。
在一实施例中，提供一种如图1所示的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，该制作方法可以包括以下步骤：
步骤S100：提供一玻璃基板，在玻璃基板上制作电互连通孔，在电互连通孔内形成连接玻璃基板两侧的电互连结构。
在玻璃基板上制作连接玻璃基板两层的电互连结构，可以包括以下步骤：
步骤S101：通过湿法刻蚀的方式，在玻璃基板上表面的预设位置制作若干垂直于所述玻璃基板的电互连通孔。
参见图2(a)，提供一玻璃基板100，该玻璃基板100包含有光学波导层，在玻璃基板100表面的预设位置，通过湿法刻蚀的方式刻蚀玻璃基板100，形成穿透玻璃基板100的电互连通孔110，该电互连通孔110的形状不做限制，可以为圆形、方形或者其他任意形状；电互连通孔110的数量则根据实际封装需要进行设置，在此不做限制。
步骤S102：在电互连通孔的侧壁上沉积电互连通孔介质层，在电互连通孔介质层上电镀金属，以填充电互连通孔，形成电互连结构。
参见图2(b)，在电互连通孔110的侧壁上采用物理气成沉积(Physical VaporDeposition，PVD)或者单原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)的方式沉积介质层120，该介质层120即为种子层，由金属材料形成。
参见图2(c)，刻蚀掉多余的种子层，然后在电互连通孔内壁的种子层上电镀金属铜，并退火，形成位于电互连通孔110内的电互连结构130。
步骤S200：在玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，预设角度斜面用于将从另一端入射的光线向背离玻璃基板的方向反射，得到反射光线。
上述步骤制作完玻璃基板100内的电互连结构130之后，在玻璃基板100的上表面制作第一光波导结构200，可以包括以下步骤：
步骤S201：在玻璃基板的上表面制作光波导下包层。
参见图2(d)，在玻璃基板100的上表面的预设位置制作第一光波导结构200的光波导下包层210，第一光波导结构200位于玻璃基板100的上表面，第一光波导结构200的数量以及在玻璃基板100上表面的位置则是根据设计需要进行设置，在此不做限定。
步骤S202：通过显影刻蚀的方法，在光波导下包层的上表面制作一端具有预设角度的反射斜面的光波导芯层。
参见图2(d)，在制作完第一光波导结构200的光波导下包层210之后，在光波导下包层210的上表面，通过显影刻蚀的方法制作光波导芯层220，其中，该光波导芯层为聚合物波导，在制作光波导芯层220的时候，使得光波导芯层220远离玻璃基板100的边缘的一端为具有预设角度的斜面221，以使从另一端入射的光线到达斜面221之后，向背离玻璃基板100的方向反射，得到反射光线。
在一示例中，上述预设角度的斜面221的倾斜角度为40°-50°，作为优选方案，可以将倾斜角度设置为45°，以使光线的反射效果达到最佳。
步骤S203：在光波导芯层的上表面制作光波导上包层，使光波导下包层和光波导上包层包裹光波导芯层，形成第一光波导结构。
参见图2(d)，在制作完光波导芯层220之后，在光波导芯层220的上表面制作光波导上包层230，其中，在制作光波导上包层230的时候，光波导上包层230靠近光波导芯层220斜面的一端需要露出光波导芯层220的斜面，以使光路能够顺利反射到背离玻璃基板100的方向。
步骤S300：制作覆盖玻璃基板和第一光波导结构的掩膜，对掩膜进行处理得到线路图形，保留反射光线的传播方向上的掩膜。
参见图2(e)，在光波导上包层230的上表面通过溅射或蒸镀的方式形成金属种子层，通过旋涂或者涂覆的方式在金属种子层上形成感光干膜；根据预先设计的导电线路的图形，在感光干膜上进行光刻及显影等处理，形成线路图形，在此过程中，保留反射光线的传播方向上的感光干膜，以在后续工艺中形成光通孔。
步骤S400：在线路图形上溅射金属，去除掩膜，形成导电线路以及光通孔。
参见图2(e)，去除上述步骤中的感光干膜，保留线路图形，通过快速刻蚀的方式去除多余的金属；将光敏聚酰亚胺(Polyimide，PI)材料旋涂在线路图形的表面，通过光刻、显影、固化等处理，并在保留感光干膜对应位置开设窗口，形成光通孔；通过重新布线工艺平台，采用重新布线层技术，重复上述制作导电线路的步骤，形成包含有多层导电线路311以及光通孔310的有机介质层300。
步骤S500：在光通孔内制作第二光波导结构，其中，第二光波导结构的一端与第一光波导结构的具有斜面的一端连接连通。
参见图2(f)，向裸露的垂直光通孔中填充光波导材料形成第二光波导结构312，其中，第二光波导结构312的一端与第一光波导结构200的具有斜面的一端连接连通，使得第一光波导结构200和第二光波导结构312形成光通路，从而可以使得水平方向的光线通过第一光波导结构200中的斜面反射为垂直方向上的光线。
步骤S600：将光电芯片的电连接端与导电线路连接，并将光电芯片的光信号连接端与第二光波导结构连接。
参见图2(g)，在玻璃基板100的上表面通过倒装封装工艺组装键合光电芯片400以及其他的集成电路芯片，其中，光电芯片400的光信号收发端口与第二光波导结构312垂直对准设置，以使光信号进入光电芯片400的光信号收发端口；而光电芯片上的电信号焊盘则与导电线路311连接，以使光电芯片400通过导电线路进行电信号传输。
倒装完光电芯片以及其他集成电路芯片之后，在玻璃基板100的下方电互连结构130对应的位置电镀形成金属化层，并在金属化层的表面植锡球，形成锡球凸点500，锡球凸点500的数量根据设计需要进行设置，在此不做限定。
本实施例的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，具有以下特点：
(1)以玻璃基板为衬底，直接在玻璃基板上制作光波导结构以及导电线路，在同一封装结构内实现了波导的水平与垂直互连、垂直与水平方向的电连接以及光电***的混合集成，由于玻璃基板是绝缘体，采用玻璃作为载体，相对于硅基转接板的损耗更小，能够支持更高速的电学互连；从而降低高速信号传输时的损耗以及信号串扰；
(2)采用重新布线层技术，减少了封装层次，允许以立体方式对有源器件进行空间布线，有利于实现最短的片上电气连接，降低***功耗并提高***高速传输信号质量；
(3)采用玻璃作为载体，可以减小翘曲，提高线路制作精度，有利于光学对准，并提高封装的可靠性；
(4)通过重新布线工艺平台，完成光学线路层与电学层的原位集成，可以实现光学层与电学层之间的良好层间对准。
在一实施例中，提供一种基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，该基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法可以包括以下步骤：
步骤S10：提供一玻璃基板，在玻璃基板上制作电互连通孔，在电互连通孔内形成连接玻璃基板两侧的电互连结构。
本实施例中，步骤S10与上述实施例中步骤S100的方法相同，在此不做赘述。
步骤S20：在玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，预设角度斜面用于将从另一端入射的光线向背离玻璃基板的方向反射，得到反射光线。
参见图3(a)，本实施例中，玻璃基板100包含有波导光学层，在玻璃基板100上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，包括：
步骤S21：采用皮秒激光刻蚀的方式，在玻璃基板100具有波导光学层的一侧的预设位置，制作具有预设角度的斜面的反射端口，该反射端口包括具有预设角度的斜面221，从而形成第一光波导结构200；本实施例中，第一光波导结构200的数量根据设计的需要进行设置，在此不做限定。
步骤S22：在反射端口的斜面上沉积反射面介质层，在反射面介质层表面电镀金属，形成金属反射层。
参见图3(b)，在玻璃基板的表面形成感光干膜，通过光刻的方式在第一光波导结构200的斜面221的位置上方形成光通孔；在第一光波导结构200的斜面上，采用物理气成沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)或者单原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)的方式沉积斜面介质层222，然后在斜面介质层222的表面电镀金属铜，并退火，形成斜面上的金属层，以提高光线的反射率。
作为其他实施方式，也可以在制作完电互连通孔之后，不进行电互连结构的制作，现在电互连通孔的侧壁以及斜面上沉积介质层，然后电镀金属铜，同时形成电互连结构以及斜面的金属层。
步骤S30：制作覆盖玻璃基板和第一光波导结构的掩膜，对掩膜进行处理得到线路图形，保留反射光线的传播方向上的掩膜。
参见图3(c)，在光波导结构的上表面制作粘接层；通过蒸镀或溅射的方式，在粘接层的上表面制作金属种子层，通过旋涂或涂覆的方式，在金属种子层的上表面制作感光干膜；在感光干膜的上表面制作导电线路图形，并保留反射光线的传播方向上的感光干膜，形成掩膜。
步骤S40：在线路图形上溅射金属，去述掩膜，形成导电线路以及光通孔。
步骤S50：在光通孔内制作第二光波导结构，其中，第二光波导结构的一端与第一光波导结构的具有斜面的一端连接连通。
步骤S60：将光电芯片的电连接端与导电线路连接，并将光电芯片的光信号连接端与第二光波导结构连接。
本实施例中步骤S40-步骤S60中的方法与上述实施例步骤S400-步骤S600中的方法相同，在此不再赘述。
本实施例的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，将第一光波导结构制作于玻璃基板的内部表层的位置，在同一封装结构内实现了波导的水平与垂直互连、垂直与水平方向的电连接以及光电***的混合集成，由于玻璃基板是绝缘体，采用玻璃作为载体，相对于硅基转接板的损耗更小，能够支持更高速的电学互连；从而降低高速信号传输时的损耗以及信号串扰。
在一实施例中，提供一种如图4所示的基于玻璃基板的光电混合集成器件，该集成器件包括：设置有电互连通孔110的玻璃基板以及设置于电互连通孔110内的电互连结构130；在玻璃基板100上设置有第一光波导结构200，其中，第一光波导结构100的一端具有预设角度的斜面221，该斜面221用于将从另一端入射的光线向背离玻璃基板100的方向反射，得到反射光线；在第一光波导结构200上方设置有导电线路311和第二光波导结构312，其中，第一光波导结构200和第二光波导结构312形成光通路；位于导电线路311上方的光电芯片400，其中，光电芯片400的电连接端与导电线路311连接，光电芯片400的光信号连接端与第二光波导结构312连接，以使光电芯片400通过第一光波导结构200和第二光波导结构312形成的光通路进行光信号传输，通过导电线路311进行电信号传输。
本实施例的基于玻璃基板的光电混合集成器件，以玻璃基板为衬底，在玻璃基板的内部以及上方混合设置光波导结构和导电线路，在同一封装结构内实现了光波导以及电连接的混合集成，由于玻璃基板是绝缘体，采用玻璃作为载体，相对于硅基转接板的损耗更小，能够支持更高速的电学互连；从而降低高速信号传输时的损耗以及信号串扰。
在一实施例中，提供一种如图5所示的基于玻璃基板的光电混合集成器件，该集成器件与图4中的集成器件的不同之处在于，第一光波导结构200凸出设置于玻璃基板100的上表面，该设置方式能够减小光线的传播路径，提高光线的传播效率。
进一步的，第一光波导结构200包括：光波导下包层210、光波导芯层220和光波导上包层230，其中，光波导下包层210位于玻璃基板100的上表面，光波导芯层220位于光波导下包层210的上表面，光波导上包层230位于光波导芯层220的上表面，光波导上包层230和光波导下包层210将光波导芯层220包裹，防止光线射出，提高光线传输效率。
进一步的，该集成器件还包括锡球凸点500，其中，锡球凸点500位于玻璃基板100的下表面，与电互连结构130连接，以用于焊接外部集成芯片。
在一实施例中，提供一种如图6所示的基于玻璃基板的光电混合集成器件，该集成器件与图4中的集成器件的不同之处在于，第一光波导结构200位于玻璃基板内100，且第一光波导结构200的上表面与玻璃基板100的上表面处于同一平面；该种设置方式，可以使得集成器件的整体结构更加简单。
本实施例的基于玻璃基板的光电混合集成器件，将第一光波导结构设置于玻璃基板的浅表层，在同一封装结构内实现了光波导以及电连接的混合集成，由于玻璃基板是绝缘体，采用玻璃作为载体，相对于硅基转接板的损耗更小，能够支持更高速的电学互连；不仅简化了集成器件的结构，也降低了高速信号传输时的损耗以及信号串扰。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，其特征在于，包括：
提供一玻璃基板，在所述玻璃基板上制作电互连通孔，在所述电互连通孔内形成连接所述玻璃基板两侧的电互连结构；
在所述玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，所述预设角度斜面用于将从另一端入射的光线向背离所述玻璃基板的方向反射，得到反射光线；
制作覆盖所述玻璃基板和所述第一光波导结构的掩膜，对所述掩膜进行处理得到线路图形，保留所述反射光线的传播方向上的掩膜；
在所述线路图形上溅射金属，去除所述掩膜，形成导电线路以及光通孔；
在所述光通孔内制作第二光波导结构，其中，所述第二光波导结构的一端与所述第一光波导结构的具有斜面的一端连接连通；
将光电芯片的电连接端与所述导电线路连接，并将所述光电芯片的光信号连接端与所述第二光波导结构连接。
2.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，其特征在于，在所述玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，包括：
在所述玻璃基板的上表面制作光波导下包层；
在所述光波导下包层的上表面制作一端具有预设角度的反射斜面的光波导芯层；
在所述光波导芯层的上表面制作光波导上包层，使所述光波导下包层和所述光波导上包层包裹所述光波导芯层，形成所述第一光波导结构。
3.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，其特征在于，所述玻璃基板包含有波导光学层，在所述玻璃基板上制作一端具有预设角度斜面的第一光波导结构，包括：
在所述玻璃基板具有波导光学层的一侧的预设位置，制作具有预设角度的斜面的反射端口；
在所述反射端口的斜面上沉积斜面介质层，在所述斜面介质层表面电镀金属，形成金属反射层。
4.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，其特征在于，在所述玻璃基板上制作电互连通孔，在所述电互连通孔内形成连接所述玻璃基板两侧的电互连结构，包括：
在所述玻璃基板上表面的预设位置制作若干垂直于所述玻璃基板的电互连通孔；
在所述电互连通孔的侧壁上沉积电互连通孔介质层，在所述电互连通孔介质层上电镀金属，以填充所述电互连通孔，形成所述电互连结构。
5.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，其特征在于，制作覆盖所述玻璃基板和所述第一光波导结构的掩膜，包括：
在所述光波导结构的上表面制作粘接层；
在所述粘接层的上表面制作金属种子层，在所述金属种子层的上表面制作感光干膜，形成所述掩膜。
6.根据权利要求5所述的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，其特征在于，在所述线路图形上溅射金属，去除所述掩膜，形成导电线路以及光通孔，包括：
在所述线路图形上蒸镀一层底层金属，在所述底层金属上溅射铜形成铜层；
去除所述感光干膜，保留所述导电线路图形；
将光敏材料旋涂在所述线路图形的上表面，并在预设的位置开设开口，制作所述导电线路以及所述光通孔。
7.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的光电混合集成器件的制作方法，其特征在于，在所述有机介质层的上方集成光电芯片之后，包括：
在所述玻璃基板的下表面的所述电互连结构端面的位置，制作金属化层；
在所述金属化层的表面植锡球，形成锡球凸点。
8.一种基于玻璃基板的光电混合集成器件，其特征在于，包括：
设置有电互连通孔的玻璃基板以及设置于所述电互连通孔内的电互连结构；
位于所述玻璃基板上的第一光波导结构，所述第一光波导结构的一端具有预设角度斜面，所述预设角度斜面用于将从另一端入射的光线向背离所述玻璃基板的方向反射，得到反射光线；
位于所述第一光波导结构上方的导电线路和第二光波导结构，所述第一光波导结构和所述第二光波导结构形成光通路；
位于所述导电线路上方的光电芯片，所述光电芯片的电连接端与所述导电线路连接，所述光电芯片的光信号连接端与所述第二光波导结构连接。
9.根据权利要求8所述的基于玻璃基板的光电混合集成器件，其特征在于，所述第一光波导结构凸出设置于所述玻璃基板的上表面浅表层。
10.根据权利要求8所述的基于玻璃基板的光电混合集成器件，其特征在于，所述第一光波导结构位于所述玻璃基板内，所述第一光波导结构的上表面与所述玻璃基板的上表面处于同一平面。
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| CN202310190259.6A CN116449506A (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种基于玻璃基板的光电混合集成器件及其制作方法 |
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