Ranovus以前的激光器,是多波长量子点激光器,集成在硅光芯片上的。这个和Intel的内置集成的方案,有个共同点。
激光器非常容易出现失效,在阵列的情况下,良率就更低了。Intel也给出一些数据进行分析。
Y6T287 Intel:用于Co-packaging封装光引擎的激光器
在合集2021下册的第439页,CPO V1.0协议规定,为了避免出现激光器故障导致整个光引擎失效,需要做激光器备份。
解决良率,不采用集成激光器是一种思路。很多公司是做Flip chip方式与硅光集成耦合,这个相比较集成方案来说,需要非常高的波导对准技术,咱们之前花了大篇幅做介绍。
Ranovus在2021年,重新公开与以前不一样的激光器封装结构。在前两个方案上继续优化。
第一个,混合集成激光器,良率低,需要备份。
第二个,激光器Flip chip焊接与硅光集成芯片耦合,不能提前老化。一般情况下,老化之后就又出现了一部分失效的激光器芯片。
咱们这些天在翻译GR-468,会看到大篇幅与激光器可靠性相关的隐患,是通过老化剔除的。我们2022年的光芯片、光器件的技术议题,也有大篇幅的与激光器可靠性相关的分析,2022年度的技术解析计划,可联系客服18140517646,这个计划还送一年免费公众号阅读。
Ranovus的最新解决方案是,激光器先Flip Chip在一个硅基板上,然后老化,提出失效产品后,在把这个COC与硅光芯片组装。
这个中间的硅基板,设计结构
正面,与传统的硅光集成芯片上内置的台阶和凹槽很相似,区别不大,凹槽用来做激光器的高度控制的。高度的控制之前写过,不赘述。
但有两点不同,
第一是电极的引出,做硅通孔,引导背面去。这是用来做老化的
第二是凹槽的一个面不需闭合,这是给激光器的悬空留出位置。
用于硅光集成的CW光源,一种是平面出光,一种是GCL垂直出光的。Ranovus倒是可以两种都用,视情况决定。
平面出光的,就是常见的设计。只是P和N电极需要在一个面,激光器刻蚀台阶用于高度适配。
GCL,就是激光器前端做了一个耦合光栅,之前写过一些,三菱、II VI、HPE等涉及到这些激光器的原理。2020年OFC,II VI展出过。
激光器倒装焊在硅基板上,激光器前端悬空,用于光路的检测和后期的耦合。
正反两面如下。
用一个硅基板先封装激光器,然后老化,剔除不良品,再和硅光芯片封装在一起,避免了硅光芯片的浪费,降低成本。
这个思路和2020合集的436页一样,只是应用场景不同罢了。