(57)【要約】      （修正有）【課題】光電子システムのための拡張性のある製作技法を提供する。【解決手段】第１の部材１０１および第２の部材１０３は複数の層を備え、各部材は形状化合せ面を有し、第１の部材は、第１の部材の層の成長方向が第２の部材の層の成長方向に対して直角となり、形状化合せ面が一緒に嵌合するように第２の部材に接続され、第１の部材は、導波路を備える導波路回路を備え、第２の部材は、第１の部材の導波路に接続されるそれ自体の光出力部をもつ光電子デバイス４１１を備え、第１の部材と第２の部材とはさらに電気的に接続される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とを備える光電子システムであって、前記第１の部材および前記第２の部材が複数の層を備え、各部材が形状化合せ面を有し、前記第１の部材の前記層の成長方向が前記第２の部材の前記層の成長方向に対して直角となり、前記形状化合せ面が一緒に嵌合するように前記第１の部材が前記第２の部材に接続され、前記第１の部材が、導波路を備える導波路回路を備え、前記第２の部材が、前記第１の部材の前記導波路に接続されるそれ自体の光出力部をもつ光電子デバイスを備え、前記第１の部材と前記第２の部材とがさらに電気的に接続される、光電子システム。
【請求項２】
前記第２の部材が半導体構造体である、請求項１に記載の光電子システム。
【請求項３】
前記第１の部材が、少なくとも１つのボイドを有し前記導波路から離れたところに配置された形状化縁部面を備え、前記少なくとも１つのボイドが導電性材料で充填され、前記導電性材料が、前記ボイド中に延びる前記第２の部材からの導電性突起に接続される、請求項１または２のいずれかに記載の光電子システム。
【請求項４】
前記第２の部材が複数の光電子デバイスを備え、前記第１の部材が複数の対応する導波路を備え、前記光電子デバイスの各々に属する前記光出力部が導波路に接続される、請求項１または２のいずれかに記載の光電子システム。
【請求項５】
前記第１の部材が、前記導波路間に配置された複数のボイドを有する形状化縁部面を備え、前記複数のボイドが導電性材料で充填され、前記導電性材料が、少なくとも１つのボイド中に延びる前記第２の部材からの導電性突起に接続される、請求項４に記載の光電子システム。
【請求項６】
前記第１の部材の前記導波路回路が、光透過性接合媒体を介して前記第２の部材の光出力部に接続される、請求項１から５のいずれかに記載の光電子システム。
【請求項７】
前記導波路回路が、シリコン基板に酸窒化ケイ素の層を備える、請求項１から６のいずれかに記載の光電子システム。
【請求項８】
前記第２の部材が量子光源のアレイを備え、各々が単一の活性半導体量子ドットを含む、請求項１から７のいずれかに記載の光電子システム。
【請求項９】
光電子システムを製作する方法であって、前記方法が、
第１の部材を用意することと、前記第１の部材が、導波路回路と、前記第１の部材の縁部で終端する光チャネルとを備える層状構造を有する、前記第１の部材が形状化合せ面を有する、
第２の部材を用意することと、前記第２の部材が、光出力部を有する光電子デバイスを備える層状構造を備える、前記第２の部材が形状化合せ面を有する、
を備え、
前記方法が、
前記第１の部材の層の成長方向が前記第２の部材の層の成長方向に対して直角となり、前記形状化合せ面が一緒に嵌合するように前記第１の部材と前記第２の部材とを接続すること、ここにおいて、前記第２の部材の前記光出力部が前記第１の部材の前記光チャネルに接続される、前記第１の部材と前記第２の部材とが電気的に接続される、
をさらに備える、方法。
【請求項１０】
前記導波路回路が複数の光チャネルを備え、前記第２の部材が、各々それ自体の光出力部を有する複数の光電子デバイスを備え、前記方法が、前記複数の光出力部を前記複数の光チャネルに接続する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の部材を用意することが、
前記第１の部材の縁部に前記形状化合せ面を形成すること、前記形状化面が前記第１の部材にボイドを備える、前記ボイドが前記光チャネルから分離される、
を備え、
前記第２の部材を用意することは、電気接触部が前記第２の部材の表面から突き出るように前記形状化合せ面を形成することを備え、
前記第１の部材と前記第２の部材とを接続することは、前記第２の部材の前記電気接触部が前記第１の部材の前記ボイド中に延びるように前記第１の部材と前記第２の部材とを位置合わせすることと、導電性で流動性の材料で前記ボイドを充填することとを備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の部材と前記第２の部材とを位置合わせする前に前記ボイドの内側を被覆するように金属層を形成することをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ボイドがトレンチである、請求項１１または１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の部材の前記電気接触部が、前記表面から突き出る導電性材料のマウンド部を備える、請求項１１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の部材の形状化面を形成することが、突出し要素を形成するために光電子要素の表面をエッチングすることと、引き続いて、前記第１の部材と前記第２の部材とが接続されるとき前記突出し要素が前記第１の部材のボイド中に延びることができるように、前記突出し要素を金属膜で覆うこととを備える、請求項１１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記導電性で流動性の材料が、導電性２液型エポキシである、請求項１１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の部材の前記合せ面および前記第２の部材の前記合せ面の一方または両方に光透過性接合層を形成することと、前記光透過性接合層を使用して前記第１の部材と前記第２の部材とを接続することとをさらに備える、請求項１０から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記光透過性接合層が、ＵＶ硬化光学接着剤を備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
連続な層または接着剤が、前記第１の部材と前記第２の部材との間の接続に沿って設けられる、請求項１０から１８に記載の方法。
【請求項２０】
紫外線を使用して前記光透過性接合層を硬化させることをさらに備える、請求項１７または１８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される実施形態は、一般に、光電子システムおよびその製作のための方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
量子光デバイスでは、いくつかの論理構成要素または他の光学処理領域を介して微弱な光パルスを操作する必要がある。これらのデバイスが商業的に成り立つためには、そのようなデバイスのための拡張性のある製作技法を開発する必要がある。
【０００３】
次に、非限定の実施形態によるシステムおよび方法が、添付図を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明の実施形態によるデバイスの一般的な概念を実証する概略図。
【図２】本発明の一実施形態による方法で使用するための初期処理段階における第２の部材の概略図。
【図３】後の処理段階における、図２に示された第２の部材の概略図。
【図４】本発明の一実施形態による方法での使用のための第１の部材の概略図。
【図５】２つの部材の接続中の第１の部材および第２の部材の配列を示す概略図。
【図６】接合媒体の位置を示す第２の部材の概略図。
【図７】接合媒体を使用した第１の部材と第２の部材との接続を示す概略図。
【図８】電気的接続を伴う第１の部材と第２の部材との間の接続を示す概略図。
【図９】これまでの図を参照して説明したように製作された光デバイスの波長に対する強度のプロット。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
第１の部材と第２の部材とを備える光電子システム、前記第１の部材および前記第２の部材は複数の層を備え、各部材は形状化合せ面（profiled mating surface）を有し、第１の部材は、第１の部材の層の成長方向が第２の部材の層の成長方向に対して直角となり、形状化合せ面が一緒に嵌合するように第２の部材に接続され、第１の部材は、導波路を備える導波路回路を備え、第２の部材は、第１の部材の導波路に接続されるそれ自体の光出力部をもつ光電子デバイスを備え、第１の部材と第２の部材とはさらに電気的に接続される。
【０００６】
上述の構造において、第２の部材は、９０°回され、導波路回路に突合せ結合される。
【０００７】
２つの部材は、光路が一直線に並ぶように接触され位置付けられ、２つの部材の間に置かれた（光透過性接合媒体を使用して）一緒に接合される。合せ面の形状化により、この接合媒体が電気接触部を覆い絶縁するのが防止され、それにより、２つの部材の後続の電気的相互接続が可能になる。
【０００８】
「導波路回路」という用語が使用されており、これは平面導波路回路などの任意の光回路とすることができる。
【０００９】
上述の光電子システムにおいて、第２の部材は半導体構造体とすることができる。さらなる実施形態では、第１の部材は半導体構造体とすることができ、実施形態によっては、それは非晶質構造体である。
【００１０】
上述の構造体は、導波路回路の導波路に結合される単一の光出力部をもつ単一の光電子デバイスを備えることができる。さらなる実施形態では、各々がそれ自体の光出力部を有する複数の光電子デバイスが設けられる。ここで、各光出力部は、第１の部材の対応する導波路に結合される。
【００１１】
単一の光電子デバイスがある場合、第１の部材は、少なくとも１つのボイドを有し導波路から離れたところに配置された形状化縁部面を備えることができ、前記少なくとも１つのボイドは導電性材料で充填され、前記導電性材料は、前記ボイド中に延びる前記第２の部材からの導電性突起に接続される。
【００１２】
複数の光電子デバイスがある場合、第１の部材は、前記導波路間に配置された複数のボイドを有する形状化縁部面を備えることができ、前記複数のボイドは導電性材料で充填され、前記導電性材料は、少なくとも１つのボイド中に延びる前記第２の部材からの導電性突起に接続される。
【００１３】
一実施形態では、前記第１の部材の導波路回路は、光透過性接合媒体を介して第２の部材の光出力部に接続される。導波路回路は、シリコン基板上に異なる屈折率の酸窒化ケイ素の層を備えることができる。第２の部材は量子光源のアレイを備え、各々が単一の活性半導体量子ドットを含むことができる。
【００１４】
さらなる実施形態において、光電子システムを製作する方法が提供され、この方法は、
第１の部材を用意することと、前記第１の部材が、導波路回路と、第１の部材の縁部で終端する光チャネルとを備える層状構造を有する、前記第１の部材が形状化合せ面を有する、
第２の部材を用意することと、前記第２の部材が、光出力部をもつ光電子デバイスを備える層状構造を備える、前記第２の部材が形状化合せ面を有する、
を備え、
この方法は、
第１の部材の層の成長方向が第２の部材の層の成長方向に対して直角となり、形状化合せ面が一緒に嵌合するように第１の部材と第２の部材とを接続すること、ここにおいて、第２の部材の光出力部が第１の部材の光チャネルに接続される、第１の部材と第２の部材とが電気的に接続される、
をさらに備える。
【００１５】
すでに述べたように、導波路回路は、複数の光チャネルを備えることができ、第２の部材は、各々がそれ自体の光出力部を有する複数の光電子デバイスを備えることができ、方法は、複数の光出力部を複数の光チャネルに接続することを備える。
【００１６】
さらなる実施形態では、前記第１の部材を用意することが、
第１の部材の縁部に前記形状化合せ面を形成すること、形状化面が第１の部材のボイドを備える、前記ボイドが光チャネルから分離される、
を備え、
前記第２の部材を用意することは、電気接触部が第２の部材の表面から突き出るように前記形状化合せ面を形成することを備え、
第１の部材と第２の部材とを接続することは、第２の部材の電気接触部が第１の部材のボイド中に延びるように第１の部材と第２の部材とを位置合わせすることと、導電性で流動性の材料でボイドを充填することとを備える。
【００１７】
第１の部材と第２の部材とを位置合わせする前にボイドの内側を被覆するように金属層が設けられ得る。一実施形態では、ボイドはトレンチである。
【００１８】
第２の部材の電気接触部は、電気接触部が表面から突き出るのを可能にするために導電性材料のマウンド部を備えることができる。
【００１９】
さらなる実施形態では、第２の部材の形状化面を形成することが、突出し要素を形成するために光電子要素の表面をエッチングすることと、引き続いて、第１の部材と第２の部材とが接続されるとき突出し要素が第１の部材のボイド中に延びることができるように、前記突出し要素を金属膜で覆うこととを備える。導電性で流動性の材料は、導電性２液型エポキシとすることができる。
【００２０】
さらなる実施形態では、方法は、第１の部材の合せ面および第２の部材の合せ面の一方または両方に光透過性接合層を形成することと、前記光透過性接合層を使用して前記第１の部材と前記第２の部材とを接続することとをさらに備える。光透過性接合層は、ＵＶ硬化光学接着剤を備えることができる。方法は、紫外線を使用して光透過性接合層を硬化させることをさらに備えることができる。
【００２１】
連続な層または接着剤が、第１の部材と第２の部材との間の接続に沿って設けられ得る。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態による一般的な概念を実証する概略図である。第１の部材１０１が設けられる。第１の部材１０１は層状半導体構造体である。図１に示す特定の例では、オンチップ光プロセッサが示されている。これは任意のタイプの光プロセッサとすることができる。可能な例は、任意の所望の光処理動作、例えば、Ｃ−ＮＯＴフォトニック論理ゲート、Ｎ００Ｎ状態の生成および操作、マッハツェンダ干渉計、ボゾンサンプリングデバイス、または量子増幅器を実現するように構成することができる導波路回路またはネットワークである。
【００２３】
図１の実施形態では、導波路回路は平面光波回路である。それはＮチャネルを備え、ここで、Ｎは少なくとも１の整数である。光信号を処理するために、第１の部材はＮ個の光入力を受け取り、これらの入力からの光信号は、光波回路に搬送され、光波回路内で導波路によって操作される。導波路（図示せず）は入来光信号を受け取る必要がある。
【００２４】
第２の部材１０３は、処理のために光信号を第１の部材１０１に供給する。第２の部材１０３は、限定はしないが、光電子デバイスのアレイ、単一光子源のアレイ、もつれ光子源のアレイ、垂直放射光電子キャビティデバイスのアレイ、垂直放射キャビティエンハンスト電気制御量子光源のアレイ、面発光レーザデバイスのアレイ、光変調器のアレイ、または上述のものの一部／全部の組合せを備えるアレイを備えることができる。
【００２５】
後の図を参照してより詳細に説明されるように、第１の部材１０１と第２の部材１０３とは、それらの間に光路が存在するように接触され位置付けられ、２つの部材は、それらの間に置かれた光透過性接合媒体を使用して一緒に接合される。
【００２６】
第１の部材および第２の部材は、合せ面のところで接続される。合せ面の両方は、表面が一緒に嵌合するように形状化される。合せ面の形状化により、接合媒体が部材間の電気接触部を覆い絶縁するのが防止され、部材間の後続の電気的相互接続が可能になる。
【００２７】
第３の部材１０５が、さらに、図１に示される。ここで、これは、いくつかの異なる構成要素、例えば、光ファイバ、光ファイバの事前組立てアレイ、光子検出器のアレイ、第２の部材に関して説明されたような光電子デバイスのアレイ、第１の部材に関して説明されたような導波路回路、または上述のものの一部／全部の組合せによって用意され得る。第１の部材と第３の部材との間の接続は、第１の部材と第２の部材との間の接続またはより標準的なタイプの接続と同じにすることができるので、これはこれ以上論じられない。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態による第１の部材２０２を示す。図を簡単にしておくために、第１の部材２０２に配置される導波路回路の接続部分のみが示されている。しかしながら、これらの導波路は、その後、具体的に上記されたものに必ずしも限定されない任意の光波回路に接続することができることが理解されよう。
【００２９】
接続部分は、半導体本体２０５を備える。半導体本体２０５は、バッファ層、分布型ブラッグ反射器などのような単一の層または複数の層とすることができる。接続部分は、光信号と電気信号の両方を搬送する。光信号は、クラッド領域２０１に設けられた導波路チャネル２０３を介して送信される。クラッド領域２０１は、本体層２０５の上に設けられる。クラッド領域２０１は導波路チャネル２０３を備え、導波路チャネル２０３は、導波路チャネル２０３を囲むより高い屈折率層によって規定される。クラッド領域は、アンダークラッド層を堆積させ、次いで、コア層を堆積させることによって形成される。次に、コアの１つの層または複数の層が、導波路コアを形成するためにエッチングされる。最後に、オーバークラッド層が、パターン化されたコア層とアンダークラッド層との上に設けられる。さらなる実施形態では、導波路を製作する他の方法が使用されてもよく、例えば、導波路は、バルク材料の屈折率を局所的に変更することによって、例えば、集束ＵＶレーザを使用することによって作り出され得る。
【００３０】
形状化合せ面を形成するために、トレンチ２０７が、クラッド領域２０１および半導体本体２０５を通して設けられ、第１の部材の縁部を通って延びる。トレンチ２０７は導波路チャネル２０３から十分離れたところに形成されることに留意されたい。
【００３１】
一例では、ＳｉＯ2のアンダークラッド層は、約５μｍの厚さをもつ清浄なＳｉウェハ上にＰＥＣＶＤによって堆積される。Ｓｉウェハは最終的に半導体本体２０５を形成することになることに留意されたい。
【００３２】
次いで、導波路チャネル２０３のコアが形成される。最初に、ＳｉＯxＮyの「コア」層が、ＳｉＯ2アンダークラッド層の上にＰＥＣＶＤによって堆積される。この例では、コアの厚さは１．６μｍである。
【００３３】
所望の導波路チャネル２０３がリソグラフィによって画定され、パターンがドライエッチングによってＳｉＯxＮy層に転写される。リソグラフィプロセスからの残りのマスク材料とエッチング残渣とが取り除かれた後、ＳｉＯ2のさらに加えて５μｍのオーバークラッド層が堆積される。これにより、導波路チャネル２０３を囲むクラッド領域２０１の配列構成が完成する。
【００３４】
任意の追加のフィーチャまたはオンチップ構成要素（抵抗ヒータなど）が、この時点に、オーバークラッドＳｉＯ2層の表面に製作されてもよい。
【００３５】
トレンチ２０７を形成するために、ポリマーレジストが使用される。最初に、クラッド領域２０１を有するＳｉウェハが、厚いレジスト材料（図示せず）で被覆される。この例では、ＳＵ−８の３５μｍ厚の層が使用される。この材料は、約１００μｍ幅の窓を作り出すためにパターン化され、ここで、電気相互接続領域を形成することが望ましい。この単一マスク層を使用して、ＳｉＯ2クラッドおよび下のシリコンウェハが、トレンチ２０７を形成するためにエッチングされる。エッチングは、通常、シリコン基板中に８０〜１５０μｍ進む。残りのＳＵ−８マスクは、エッチング残渣と一緒に除去される。
【００３６】
導波路デバイスのための基板として使用されるウェハに応じて、ＰＥＣＶＤ  ＳｉＯ２の薄い（約１００ｎｍ）層が、サンプル全体の上に堆積されてもよい。
【００３７】
図３は、次の製作ステップを示す。ここで、金属トラック３０１が、第１の部材１０１の表面上に堆積される。トラック３０１はトレンチ２０７中に延びる。図３で実証される特定の実施形態では、金属トラック３０１は導波路２０３と交互になっていることが分かる。さらに、第１の部材１０３に形成された３つのユニット２０９、２１１、および２１３があることが分かる。この例では、各ユニットは、チャネルごとに電気および光学接続を行う。しかしながら、異なる数のユニット、異なるタイプの構成などが、想定され得る。各ユニットが同一である必要はない。例えば、導波路チャネル２０３と電気トラック３０１との間の間隔が異なっていてもよく、異なるユニットには多数の電気トラックまたは多数の導波路があってもよい。
【００３８】
トレンチ２０７は、それぞれの側面および基部において金属で被覆されることに留意されたい。
【００３９】
金属接触トラック３０１は、リソグラフィによって画定され、リフトオフによってパターン化された一般にＴｉＡｕの２０／１００ｎｍ層から生成される。次いで、個々のダイが、ウェハソーを使用して分離される。
【００４０】
図４は、光電子デバイスのアレイを備える第２の部材１０３の概略図を示す。光電子デバイス４１１は、層構造を堆積させることによって形成される。例えば、光電子デバイスが単一光子放出源である場合、量子ドット層が、例えば、電気的に作動され得る光電子デバイス内に設けられ得る。他のタイプの光電子デバイスが想定されてもよい。ここで使用される光電子デバイス４１１は、層の面から放射を放出することになるデバイスのタイプである。
【００４１】
一例として、光電子デバイス４１１は、量子ドットＬＥＤ構造体であると見なされることになる。堆積された層構造は、４回の繰り返しを有する６６．０ｎｍＧａＡｓと７７．３ｎｍＡｌＡｓの交互層のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ分布型ブラッグミラー（ＤＢＲ）を備える上部ミラーを備えることになる。層はｐドープされる。すべての層はλ／４ｎ厚であり、ここで、ｎは屈折率であり、λは波長である。上部ミラーは、真性ＧａＡｓ領域の上に設けられる。真性ＧａＡｓ領域は、１λ／ｎ＝２６３．９ｎｍ厚を備え、光キャビティの中心に埋込み量子ドットを含む。真性キャビティは、１０回の繰り返しを有するＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓブラッグミラーを備える下部ミラーの上に重なり、ここで、最初のいくつかの繰り返しはｎドープされる。すべての層はλ／４ｎ厚である。下部層はＧａＡｓ基板に形成される。
【００４２】
デバイス４１１を互いに分離するために、メサがリソグラフィによって画定される。上部ＤＢＲおよびＧａＡｓキャビティ領域を完全に貫いてエッチングし、下部ミラーのｎドープ部分で停止させることによって、メサは形成される。
【００４３】
デバイス４１１から放出された光が出力されるようにする光透過性窓４０２がある。次いで、デバイス４１１は、個々の光電子デバイスに分離されるようにエッチングされる。上部電気接触部４０１が、各デバイス４１１の表面に設けられる。上部電気接触部４０１は、光電子デバイス４１１を画定するメサの上面の上方に突き出る部分を有するように構成される。より具体的には、突起は、窓４０２よりもデバイス４１１の表面から遠くに延びる。
【００４４】
光透過性窓４０２はいくつかの異なる方法で製作され得、例えば、１つの実施形態では、上部接触部は、前記接触部内に開口を有するようにリソグラフィによって形成の間にパターン化される。さらなる実施形態では、注意深く較正された誘電体層が、例えば、２つの部材の間の光結合を改善するために反射防止被覆を形成するようにこの開口の上に設けられてもよい。
【００４５】
特定のこの例の接触部４０１が接触部の表面に形成された金バンプ４０４で示されており、金バンプ４０４はその表面の上方に接触部を延ばしている。しかしながら、他のオプションが可能であり、例えば、上部接触部または上部接触部の一部が表面から突き出るように、表面がパターン化されエッチングされてもよい。一例では、オーミックコンタクトが、リフトオフによってパターン化されたこの場合にはＡｕＧｅＮｉを使用してｎドープの領域に製作される。ボンドパッドが、リフトオフによってパターン化されたＴｉＡｕ（ＣｒＡｕ）の蒸着層を使用してメサの上に形成される。ボールボンダがファーストボンド（ボールボンド）を単に製作し、次いで、ボールをワイヤの残りから取り外し切り離して「バンプ」を残すバンピングモードでボールボンダを使用して、金バンプがボンドパッドごとに中心に置かれる。
【００４６】
上記のように、図４には、金バンプ４０４が示されている。しかしながら、これは、表面の上に接触部４０４の高さを上昇させる任意のタイプの導電性材料とすることもできる。
【００４７】
図４には、光電子デバイス４１１に加えて、底部接触部４０３がある。底部接触部４０３は、この例では光デバイス４１１と同様のサイズとなるようにメサによって画定された接触領域４１３に接続される。接触領域４１３は、光電子デバイス４１１に関連する接触部４０４と同じようにメサの表面を越えて延びる接触部４１５を備える。接触部４１５は、接触部４０１および４０４と同じように製作されてもよく、例えば、接触部４１５は過剰な材料を備えてもよく、または接触領域４１３の一部は、接触部の一部が突き出るのを可能にするようにエッチングされてもよい。
【００４８】
接触領域４１３は、接触部４１５と底部接触部４０３との間の電気接触を行い、電気接触は、例えば、バックゲート接触または埋込み接触とすることができる。光電子デバイスチップの詳細は示されていない。しかしながら、バック接触部４０３は構造体の下部層に接続されることになることを当業者は理解するであろう。
【００４９】
図５は、第１の部材１０１が第２の部材１０３にどのように接続され得るかを示している。第２の部材１０３は、図４を参照して説明された。不必要な繰り返しを避けるために、同様の参照番号は、同様のフィーチャを表すために使用される。光デバイス４１１および接触領域４１３がデバイスの側面に設けられるように、第２の部材１０３は横向きにされる。第２の部材１０１は、その平面構成において、交互になっている電気トラックと光チャネルとを備える。光デバイス４１１およびトレンチ２０７および光チャネルのサイズは、光チャネル（図３からの２０３）が第１の部材の光学窓４０２に隣接して位置付けられるように設計される。トレンチ２０７は、接触部４０４の突出し部分がトレンチ中に延びるように設けられる。突起は、さらに、横方向に突起がトレンチ内に嵌合するように大きさを合わされる。
【００５０】
所望であれば、光ファイバの事前組立てアレイが、注意深い位置合わせとＵＶ硬化光学接着剤とを使用して、第１の部材１０１のパターン化されていないファセット上に接合されてもよい。次いで、２つの構成要素、すなわち、第１の部材１０１および第２の部材１０３は、アセンブリ装置上に装着される。第２の部材１０３は、メサの上部が第１の部材のパターン化された端部ファセットの方に向くように基板を用いて垂直に保持される。
【００５１】
第１の部材および第２の部材は、金バンプが各「スロット」に落ち着き、導波路が同時に各メサの接触パッドの窓４０２と整列するのを確実にするように注意深く位置合わせされ、その上、第１の部材および第２の部材は正方形および平行である。
【００５２】
図６に示すように、デバイスを組み立てる前に、光透過性接合材料６０１が第１の部材１０１の合せ面に設けられる。しかしながら、さらなる実施形態では、透明な接合材料は両方の合せ面に設けられる。一例では、これは、第１の部材の端部に塗布されるＵＶ硬化接着剤の薄膜であり、例えば、Ｄｙｍａｘ  ＯＰ４−２０６３２またはＫｌｏｅ  Ｋ−ＰＵＭ−０１が接着剤として使用され得る。第１の部材および第２の部材は、良好な最終接合が確実に達せられるようにしっかりと接触される。次いで、接着剤は、青色／ＵＶ光への露光によって硬化処理され、続いて、露光された接着剤の自然硬化速度を加速するためにオーブンでベークされる。
【００５３】
次に、図７に示すように、合せ面に光接合媒体６０１を有する第１の部材１０１が、第２の部材１０３に押しつけられる。上記のように、第１の部材１０１は、第２の部材の輪郭合わせされた接触部４０４がトレンチ２０７内に配置され、導波路チャネル２０３が光学窓（図示せず）に対して位置合わせされるように位置付けられる。光透過性接合媒体は、第２の部材１０３の光学窓４０２から第１の部材の導波路チャネル２０３への光の移送を可能にする。輪郭合わせされた接触部４０４は、接合材料が存在する場合さえトレンチ中に延びるように光電子デバイス４１１の表面から十分離れたところまで延びる。接合媒体は、硬化することができる。２つの表面を形状化すると、接合媒体が電気接触部のいずれをも覆い絶縁するのを防止しながら、強力な接合が形成され、光学窓が導波路の端部と位置合わせされるようになる。
【００５４】
次に、図８に示すように、トラック３０１ごとに電気的連結を完成するために、光電子デバイスの接触部と、第１の部材１０１の金属トラックとの間のボイドが、流動性で導電性の媒体で埋められる。
【００５５】
一例では、流動性で導電性の媒体は銀エポキシである。トレンチはこの銀エポキシの正確な塗布によって埋められ、その結果、各金バンプと相手側チャネル内のＴｉＡｕトラックとの間の強固な電気的連結が達成される。一例では、Ｐｏｌｙｔｅｃ  ＥＣ−２３５銀エポキシが使用される。
【００５６】
その結果、デバイスが生成されており、ここで、光学窓４０２を導波路チャネル２０３に接続する光透過性接合媒体を介した強力な光学接続があり、埋められた導電性材料８０１を介したプロファイル接触部４０４と電気トラック３０１との間に強力な電気接触がある。
【００５７】
図９は、量子ドットＬＥＤ導波路構造体の場合の波長に対する放射強度のプロットを示す。ここで、スペクトルは導波路の端部から収集されている。
【００５８】
上述の実施形態による方法は、多数の端部結合個別光電子構成要素を、光プロセッサ、例えば、多数の独立したＬＥＤ単一光子源が導波路回路に集積化されている量子光プロセッサ、集積化された多数のオンチップ源と検出器とを有する量子センサ、量子ネットワーキングデバイス、および量子計測デバイスと組み合わせた自己完結型チップベース集積化デバイスの製作を可能にすることができる。
【００５９】
いくつかの実施形態が説明されたが、これらの実施形態は単なる例として提示されており、本発明の範囲を限定するように意図されていない。実際、本明細書で説明された新規の方法およびシステムは、様々な他の形態で具現され得、さらに、本明細書で説明された方法およびシステムの形態の様々な省略、置換、および変更が、本発明の趣旨から逸脱することなく行われ得る。添付の特許請求範囲およびその同等物は、そのような形態の変形を、本発明の範囲および趣旨内にあるとして包含するように意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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