具有光波導結構的發射端模塊和接收端模塊的製作方法

2024-02-15 09:22:15

專利名稱：具有光波導結構的發射端模塊和接收端模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有光波導結構的發射端模塊和接收端模塊；且特別涉及利用光 波導結構的全反射信號傳輸技術，以應用於對電信號或光信號的轉換與傳輸上的一種發射 端模塊和接收端模塊。
背景技術：
傳統以銅質材料作為電線或電纜以提供在電信號傳輸或電子裝置間的聯繫上的 應用，於所屬的技術領域中已相當普遍，且其同時也能達到有效方便實施和節省成本的產 業效果。而在數字通訊的高效能電子系統中，不但處理器的設置愈益增多，其信號處理的速 度也越來越快，因此信號或信息的傳輸質量與速度也愈形重要；但通過系統的處理器或芯 片間以金屬線路的連結設計，其傳輸、發送與接收的性能上已有所局限和不足。而光學連結可受傳輸線路材料性質的影響較小，能達高頻寬容量和快速的傳輸效 果，所以以光學連結方式來取代電子連結便為重要的發展技術。在發光二極體(LED)及半 導體雷射的技術發展下，以光作為媒介來傳輸信號的方式便加以開發；其主要是經由光電 耦合組件(OpticalCoupler)的運作來完成電信號與光信號(electrical-optical)、或光 信號與電信號(optical-electrical)之間的轉換、發射與接收。光電耦合組件主要包含了 提供光發射的發射器或光源單元、提供光接收的接收器或光檢測單元、以及將發射或接收 的信號作進一步放大的信號放大器。而發射器與接收器通常作同一封裝的整合，使其之間 除了光束外不會有任何電氣或實體連接；因而光電耦合組件能在信號的輸入和輸出上產生 有效的隔離作用，並且具有良好的電絕緣能力和抗幹擾能力。以光電耦合組件來作為光電轉換與電信號傳輸上的基本設計，在目前的各種電路 構造、電子裝置或相關系統中已得到了很廣泛的應用。在美國專利第7306378號的專利中 公開了一種光電耦合組件，請參閱圖1A，便為根據其專利內容所揭露的一耦合裝置101的 剖面示意圖；如該圖所示，在一半導體基板103中具有一溝渠構造105，而在溝渠構造105 的一端上定義了具有和溝渠構造105的軸向有一傾斜角度的一反射面107 ；而一光纖109 則配置或對應排列組裝於該溝渠構造105的另一端。此外，一光學單元111是對應該溝渠 構造105、該反射面107的位置設置於其半導體基板103上。在圖1A所示的構造下，所述的 光學單元111可為光信號發出的光源或可為光信號接收的接收器，進而使光線經由反射面 107產生非共平面的轉折而完成和該光纖109在光學傳輸上的耦合。承上所述，針對信號傳輸的部分，半導體基板103是利用焊錫塊123設置於一印刷 電路板115上並和其後端的一連接端117完成電連接；而一電路單元125是位於一半導體 基板127中，並以接腳131設置於其半導體基板103上；該電路單元125在電連接情況下可 對該光學單元111作驅動或控制，進而將該連接端117的電信號119經由該光學單元111 轉換成光信號113，並利用該反射面107反射後由該光纖109輸出；或將該光纖109所傳輸 的光信號113由該反射面107反射後利用該光學單元111作偵測接收以轉換成電信號119， 並經由所述的電連接情況由該連接端117輸出。而相關單元是由半導體基板103上的一封蓋133作封裝，以提供電絕緣或抗幹擾。此外，根據圖IA所示，進一步還能將其光纖109、溝渠構造105、反射面107和光學 單元111等耦合構造，於其耦合裝置101中作多個數目的配置，並以構造類似或相同的另一 耦合裝置來作對應的組合，以完成由其中一者進行信號發射，並由另一者進行信號接收的 電-光-電的信號傳輸與轉換的運作。如圖IB所示，便為將構造類似或相同的兩耦合裝置 101a、101b，經由其中的兩光纖109a、109b完成實體連接與信號傳輸連結的示意圖。然而，在上述的光學傳輸耦合構造設計中，所述的溝渠構造需以較複雜的製程而 於其半導體基板內完成；並且在相關單元的尺寸設計均較小的條件下，將所述的光纖組裝 或植入至該溝渠構造內以將光信號導出半導體基板或耦合裝置之外，或導入至光學單元之 內以進行傳輸，便具有相當的難度與不便甚至是會產生誤差，進而會使光信號無法準確地 反射至光纖或光學單元中，使得以光作為媒介來傳輸信號的設計便會受到影響
發明內容

本發明的目的在於提供一種具有光波導結構的發射端模塊和接收端模塊，使其利 用與結合半導體製程以及光波導結構的全反射信號傳輸的技術，從而能簡單、方便地於同 一製程中，完成應用於對電信號或光信號的轉換與傳輸上的發射端模塊或接收端模塊的制 造；並同時還能避免現有技術中將光纖於較小尺寸條件下作組裝的困難與不便，進而可以 減少因可能的組裝誤差所造成無法準確進行光信號傳輸的問題。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下的技術方案來實現的。本發明為一種發射端模塊，應用於對至少一電信號的轉換與傳輸上，該發射端模 塊包含有一半導體基板；一第一膜層，形成於該半導體基板的第一表面上，用以提供電絕 緣；一電信號傳輸單元，形成於該第一膜層上，用以傳輸對應的電信號；至少一光源單元， 設置於該電信號傳輸單元上並和該電信號傳輸單元完成電連接，用以接收該電信號，並將 該電信號轉換成對應的一光信號後發射；一第二膜層，形成於該半導體基板的第二表面上； 以及一第一光波導結構，形成於該第二膜層上，該第一光波導結構包含有一反射面和一光 波導結構主體，該反射面系位於該第一光波導結構的第一端上，且該反射面的位置系和對 應的光源單元相對應；其中該光信號能穿透該第一膜層、該半導體基板和該第二膜層而進 入該第一光波導結構的第一端，並經由該反射面的反射而進入該光波導結構主體中以進行 傳輸。本發明另一方面為一種接收端模塊，應用於對至少一光信號的傳輸與轉換上，該 接收端模塊包含有一半導體基板；一第一膜層，形成於該半導體基板的第一表面上，用以 提供電絕緣；一第二膜層，形成於該半導體基板的第二表面上；一第一光波導結構，形成於 該第二膜層上，該第一光波導結構包含有一反射面和一光波導結構主體，且該反射面系位 於該第一光波導結構的第一端上；一電信號傳輸單元，形成於該第一膜層上；以及至少一 光檢測單元，設置於該電信號傳輸單元上並和該電信號傳輸單元完成電連接，且該反射面 的位置系和對應的光檢測單元相對應；其中對應的光信號能傳輸進入該光波導結構主體 中，經由該反射面的反射而從該第一光波導結構的第一端穿透該第二膜層、該半導體基板 和該第一膜層，並由該光檢測單元接收而將該光信號轉換成對應的一電信號後，由該電信 號傳輸單元將該電信號進行傳輸。
本發明另一方面為一種發射端模塊，應用於對至少一電信號的轉換與傳輸上，該 發射端模塊包含有一半導體基板；一第一膜層，形成於該半導體基板的第一表面上，用以 提供抗反射；一驅動電路，設置於該半導體基板的第一表面上並相鄰於該第一膜層，用以通 過傳輸對應的電信號以進行驅動；至少一光源單元，對應該第一膜層而設置於該驅動電路 上並和該驅動電路完成電連接，用以接收該電信號，並將該電信號轉換成對應的一光信號 後發射；一第二膜層，形成於該半導體基板的第二表面上；以及一光波導結構，形成於該第 二膜層上，該光波導結構包含有一反射面和一光波導結構主體，該反射面系位於該光波導 結構的第一端上，且該反射面的位置系和對應的光源單元相對應；其中該驅動電路系具有 運算功能，而該光信號能穿透該第一膜層、該半導體基板和該第二膜層而進入該光波導結 構的第一端，並經由該反射面的反射而進入該光波導結構主體中以進行傳輸。本發明另一方面為一種接收端模塊，應用於對至少一光信號的傳輸與轉換上，該 接收端模塊包含有一半導體基板；一第一膜層，形成於該半導體基板的第一表面上，用以 提供抗反射；一第二膜層，形成於該半導體基板的第二表面上；一光波導結構，形成於該第 二膜層上，該光波導結構包含有一反射面和一光波導結構主體，且該反射面系位於該光波 導結構的第一端上；一轉阻放大器電路，設置於該半導體基板的第一表面上並相鄰於該第 一膜層；以及至少一光檢測單元，對應該第一膜層而設置於該轉阻放大器電路上並和該轉 阻放大器電路完成電連接，且該反射面的位置系和對應的光檢測單元相對應；其中對應的 光信號能傳輸進入該光波導結構主體中，經由該反射面的反射而從該光波導結構的第一端 穿透該第二膜層、該半導體基板和該第一膜層，並由該光檢測單元接收而將該光信號轉換 成對應的一電信號後，由具有運算功能的該轉阻放大器電路將該電信號進行傳輸。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其它目的、特徵和優點能夠 更明顯易懂，以下特舉實施例，並配合附圖，詳細說明如下。


圖1A為耦合裝置101的剖面示意圖。圖1B為將耦合裝置101a、101b經由光纖109a、109b完成實體連接與信號傳輸連
結的示意圖。圖2A為本發明的發射端模塊2的剖面示意圖。圖2B為光信號28的反射與傳輸的示意圖。圖3A為光波導結構26於其第二端262上的剖面示意圖。圖3B為光波導結構26設置於第二膜層22上的底部立體示意圖。圖4為本發明的發射端模塊2的立體示意圖。圖5為本發明的接收端模塊3的剖面示意圖。圖6為將發射端模塊2和接收端模塊3完成連接的應用示意圖。圖7A為發射端模塊2a的剖面示意圖。圖7B為發射端模塊2b的剖面示意圖。圖7C和7D為發射端模塊2c設置於印刷電路板40上的示意圖。圖8A為發射端模塊2d的剖面示意圖。
圖8B為將光纖63的另一端和轉接頭70作結合的示意圖。圖8C為將轉接頭70組裝至對應的傳輸接面71的示意圖。圖9為將發射端模塊2和光纖66完成連接的應用示意圖。圖10A為將發射端模塊2和接收端模塊3完成連接的應用示意圖。圖10B為將發射端模塊2和晶片91完成信號傳輸的應用示意圖。
具體實施例方式由先前技術的說明可知，目前將電信號轉換成光信號以進行發射的相關光源單元 或光發射器、以及將光信號轉換成電信號以進行接收的相關光檢測單元或光接收器，已為 普遍運用的技術或硬體設計；但在其中對光信號導入至用以進行傳輸的光纖中以及將光信 號由其中導出所採用的現有構造設計，對於將光纖在發射端與接收端上的現有結合、製造 或組裝方式，仍存在著相當的困難度和相應所產生影響傳輸的可能誤差。本發明所提出的一種光電耦合組件或傳輸結構，是包含了可進行電信號與光信號 間的轉換的一發射端模塊以及可進行光信號與電信號間的轉換的一接收端模塊，主要仍是 以光作為媒介來達到信號傳輸的目的。而在本發明的揭示概念中主要是利用半導體製程與 光波導信號傳輸技術，於所述的發射端模塊或接收端模塊中完成對應的結構，使其能運作 光、電信號或電、光信號的轉換與傳輸的整體設計在確保信號傳輸質量的效果下，達到將相 關硬體或構造於製造或結合上更加方便的目的。現以一較佳實施例進行本發明的實施說明。請參閱圖2A為本發明所提出的一發 射端模塊2的剖面示意圖。如該圖所示，該發射端模塊2主要包含有一半導體基板20、一光 源單元24和一光波導結構26 ；其中該半導體基板20用以作為該光源單元24的設置平面， 而在此實施例中，所採用的該半導體基板20為一種對絕緣矽(silicon on insulator, SOI) 晶圓作雙面拋光(double sides polished)而成的單晶矽基板，除了可對在該半導體基板 20的上下兩表面上以半導體製程進行相關膜層的形成外，其基板的矽材特性也能提供所產 生的光信號進行發射上的傳輸通過。承上所述，在此實施例中，該發射端模塊2還包含有形成於該半導體基板20的第 一表面201上的一第一膜層21，以及形成於該半導體基板20的第二表面202上的一第二膜 層22。由於在本發明的電光信號或光電信號的轉換與傳輸上，需避免光信號於傳輸過程中 受到相關的電磁或電氣效應的幹擾，因而主要在所述的第一膜層21的設置提供電絕緣功 能和阻絕電或光信號的洩漏。此外，因於本發明的發射端模塊2中所進行的光信號傳輸，是 需穿透過該第一膜層21和該第二膜層22，因此所述的第一膜層21和第二膜層22的設置也 需具有光的高穿透特性。在此實施例中，是採用諸如二氧化矽的單一介電質膜層來完成該 第一膜層21和該第二膜層22，並能於半導體製程的過程中分別形成於該半導體基板20的 第一表面201和第二表面202，用以提供光信號的高穿透功能與耦合效率。此外，於其它實 施例中，也能以多層膜層的方式(例如anti-reflection(AR)的薄膜)來分別於其第一膜 層21和第二膜層22的位置上完成設置；或者使其第二膜層22的設置也具有電絕緣的功能 和阻絕信號洩漏。而所述的光源單元24是以現有技術中的發光二極體、半導體雷射器或垂直腔面 發射雷射器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，簡稱為VCSEL)來構成，其主要的功能同樣是用以根據相關的電信號來產生或發射出對應轉換後的光束或光信號以進行傳 輸。此外，在此實施例中，該發射端模塊2還包含有形成於該第一膜層21上的一電信號傳 輸單元23，而該光源單元24是在和該電信號傳輸單元23完成電連接後設置於該電信號傳 輸單元23上；詳細來說，在此實施例中所述的發射端模塊2是應用於一印刷電路板(如後 續圖式所示)上的設置，其中該印刷電路板並能和該發射端模塊2完成電連接後，提供或產 生一電信號27而能由該發射端模塊2進行接收、轉換和傳輸。承上所述，如圖2A所示，該發射端模塊2包含有設置於該第一膜層21上並和該電 信號傳輸單元23完成電連接的一驅動電路25 ；在此實施例中，該驅動電路25能將由該印 刷電路板上所產生的該電信號27加以接收以作後續的傳輸，並且該驅動電路25也通過傳 輸該電信號27，以及通過該電信號傳輸單元23的電連接來驅動該光源單元24接收該電信 號27後，將其轉換成為如圖式中所示的對應的一光信號28。此外，所述的相關組件的對應 位置設置，其中該電信號傳輸單元23的部分面積靠附於該光源單元24下方，也就是該光源 單元24是以其底面的部分面積來和該電信號傳輸單元23完成電連接，且其底面的其它面 積則便靠附於該電信號傳輸單元23之上。另一方面，若將該發射端模塊2以系統單晶片(System on Chip，SoC)方式作設計 時，則也可將運算的部分整合於其中，例如將對應的集成電路與其驅動電路25作整合，使 其所在的上層便用以作為驅動與運算的電路，而能同時具有驅動功能與運算功能。在此實施例中，所設置的該電信號傳輸單元23為一金屬材質所構成，除了能由其 中的部分所形成的傳輸線路(請參閱後續圖4的實施說明)來傳輸其電信號27外，其金屬 材質的特性還可具有散熱功能。由於該光源單元24在進行電信號轉換成光信號以運作出 對應的光源發射時，該光源單元24本身的組件溫度也會相對上升；而於該光源單元24和該 第一膜層21之間作為分隔的該電信號傳輸單元23，其金屬材質的特性便能有效地以熱傳 導或熱輻射方式將所存在的多餘熱能加以散逸。承上所述，由於該電信號傳輸單元23的電連接傳輸的材料特性並無法提供其光 信號28作穿透，因此，較佳的實施方式是針對該光源單元24發射出光信號28的相對位置 上，將該電信號傳輸單元23的部分面積作小範圍的穿孔；如圖2A中以虛線區域所示的一穿 孔230，以使其光信號28能加以通過，並進而能對該第一膜層21、半導體基板20等進行穿 透。在此實施例中，所述的穿孔230的設置，其所在的位置是不會影響對應的電信號27的 傳輸，而小範圍的穿孔設計也不會減少或降低其電信號傳輸單元23整體金屬材質的散熱 特性。而關於該光波導結構26的設置，在此實施例中，該光波導結構26可和該半導體基 板20為同樣的矽材質所構成，並且該光波導結構26於該第二膜層22上的形成是對應著該 光源單元24於該第一膜層21上的對應位置來設置。如圖2A所示，該光波導結構26包含 有一反射面263和一光波導結構主體260，其中該光波導結構主體260是用以提供所述的光 信號28於其內作傳輸，而該反射面263則用以提供光信號28在三維空間下產生非共平面 的轉折、反射與傳輸導向。在此實施例中，該反射面263的位置是位於該光波導結構26的 第一端261上，且和所述的光源單元24相對應，使得所產生的光信號28能照射至對應的該 反射面263上。而在此實施例中，設計該反射面263和該第二膜層22間有一 45度的夾角，並利用此一角度的設計來達到最高的轉折傳輸效果。詳細來說，本發明的半導體基板20、相關膜層 21,22和其光波導結構26是於同一半導體製程中以一體成型的方式來完成；也就是在該第 二膜層22形成於其第二表面202上後，再以另一矽基材形成於第二膜層22之上並作對應 位置和形狀的半導體蝕刻，使其能形成出具45度角的斜面，並可在其外層塗上相關反射材 料後，便可完成整體的光波導結構26和所述的反射面263。而其光源單元24、電信號傳輸 單元23和驅動電路25等，則可利用晶圓黏合(wafer bonding)的方式設置於該第一膜層 21之上而相接合。承上所述，由於在此實施例中的該第一膜層21和該第二膜層22是採用具高穿透 性的介電質膜層來完成，因而該光源單元24在以垂直角度或接近垂直的小角度內產生與 發射出其光信號28時，光信號28能對該第一膜層21和該第二膜層22加以穿透。更進一 步來說，其第一膜層21和第二膜層22可為單層結構或可採用光學組件的多層膜製造方式 來作設計，並從中製造出抗反射塗料的膜層(AR coating)以提高光的穿透率。換句話說， 本發明的發射端模塊2的運作，使該光源單元24所發射的對應光信號28能依序穿透該第 一膜層21、半導體基板20和第二膜層22，並因而進入該光波導結構26的第一端261內，進 而能經由作45度角的反射面263的反射、轉折，而可進入其光波導結構主體260中以進行 傳輸。請參閱圖2B為所述的光信號28的反射與傳輸的示意圖。如該圖所示，其中光信 號28的路徑是以垂直進入該光波導結構26的第一端261，並在照射至該反射面263上後 以90度直角反射進入該光波導結構主體260中的方式進行傳輸；而以此方式的傳輸效果， 能使其光路徑能和該光波導結構主體260的導向方向以相互平行的形式作傳遞。然而，該 光源單元24所發射的光信號整體並不一定會以完美的垂直方式加以發射和照射，而是會 具有一角度範圍內的微幅發散。如該圖2B所示，其中兩光路徑28a、28b便不是以垂直方式進入其第一端261中， 因而所形成的反射角便非呈現為90度的轉折，而無法於光波導結構主體260中並行傳輸。 然而，由於此種狀況的光路徑28a、28b在照射於光波導結構主體260的內側上的入射角度 已夠大，也就是已能相對於上方的第二膜層22或下方的空氣達到或超過全反射條件的入 射臨界角，因而使得光在以此種光路徑28a、28b行進時，於經由該反射面263的反射後能以 全反射方式在光波導結構主體260內進行傳輸。由此可知，本發明所採用的其第二膜層22 的材料設計，在此實施例中為一介電質膜層，便也需考慮其折射率的材料特性，使其能運作 出全反射的效果；意即，如矽材料和空氣間的折射率對應關係，第二膜層22所使用的材料 其折射率便必須小於光波導結構26所使用的矽材料的折射率。或相對來說，光在波導中形 成全反射傳遞的原因，是因第二膜層22相較于波導核心(core)的折射率為低。而關於該光波導結構26的形狀設計，可相對於其第一端261上的反射面263來建 構其光波導結構26於兩側上的側面。請參閱圖3A為該光波導結構26於其另一端的第二端 262上的剖面示意圖；如該圖所示，其光波導結構26兩側的側面是呈現出相對的斜面設計， 而能將所述的光信號局限在其內部中進行傳輸。而在圖3B的示意中，則呈現了該光波導結 構26設置於其第二膜層22上的底部立體示意圖。就一般實施效果而言，所述的光信號28 是主要會聚焦與集中在所設計的反射面263上作照射，且主要是以光波導結構主體260內 的上方處與下方處作全反射傳輸；因此，該光波導結構26整體的形狀或外型設計並沒有太大的條件限制，只要能針對45度的反射面263的面積大小對應建構或蝕刻出兩側面或銜接 面，使對應的光信號能於其內作全反射即可。承上所述，在圖3B中還呈現了在第二膜層22上設置了有其它多個光波導結構 26a、26b的示意。在上述的較佳實施例中，是以其發射端模塊2包含有至少一光波導結構26 作實施方式說明，也就是針對至少一光源單元24所產生的一個光信號28來設置出至少一 對應的光波導結構26 ；然而，在同一個發射端模塊中，還可根據前述的概念來設計複數個 相互對應的光源單元和光波導結構。而在多個光波導結構的設計架構中，各個光波導結構 便是各自對應於上方作設置的光源單元的位置，而在第二膜層22上作對應的設置與接收。於此一較佳實施例中，具有多個光波導結構的發射端模塊2的立體示意圖，便如 圖4所示。舉例來說，以圖4所示為例，四個光源單元24、24a 24c能產生出四個對應的 光信號(未顯示於圖式)，並由下方的四個光波導結構26、26a 26c作對應的接收；換句話 說，如圖4所示，從電信號傳輸單元23中所形成出對應數目的傳輸線路來和該驅動電路25 完成電連接的設計，可接收其所傳來的四個電信號(未顯示於圖式)，並對應驅動四個光源 單元24、24a 24c作電光轉換與發射，使各個光信號能由下方對應的四個光波導結構26、 26a 26c進行傳輸。此外，於其它實施例中，也可將如圖4所示的部分的光波導結構的反 射面所對應的光源單元改以光檢測單元進行設置，使得在具有多個光波導結構的同一個模 塊上，能同時兼具有光信號的發射與接收的功能。更進一步來說，於後續所要說明的本發明 的接收端模塊，也能以類似的兼具光信號的發射與接收的方式來完成設計。在上述較佳實施例中的發射端模塊2的設計，是用以作為電信號轉換成光信號、 並將光信號導入至其光波導結構26中作信號傳輸的實施架構說明。在此實施例的另一方 面相對地來說，同樣的此一架構也可反向地提供作為光信號接收、並進而將光信號轉換成 電信號以進行後續信號傳輸的實施應用。請參閱圖5為本發明所提出的一接收端模塊3的剖面示意圖。如該圖所示，該接 收端模塊3主要包含有一半導體基板30、一光檢測單元34、一光波導結構36、一電信號傳輸 單元33和一轉阻放大器電路35，以及分別形成於該半導體基板30的第一表面301和第二 表面302上的一第一膜層31和一第二膜層32 ；在同一實施例的說明中，該接收端模塊3的 詳細架構、組件材料、產生功能、電連接關係與位置設置等，均和上述的發射端模塊2相似， 其差別僅在於信號傳輸與轉換上的行進方向和順序，以及將該發射端模塊2中的該光源單 元24替換成為該接收端模塊3中的該光檢測單元34，和將其中的該驅動電路25替換成為 該轉阻放大器電路35。其中所述的光檢測單元34是以現有技術中的光接收二極體或光學接收器來構 成，其主要的功能同樣是用以接收所傳來的光信號38並加以轉換成對應的電信號37以進 行傳輸。而其中由該光波導結構36的第二端362所傳來的光信號38，是以全反射方式在其 光波導結構主體360中傳輸，並照射在呈現為45度夾角的反射面363上後作反射，而從該 光波導結構36的第一端361穿透第二膜層32、半導體基板30和第一膜層31，並通過對應 的穿孔330由該光檢測單元34加以接收與轉換，再由該電信號傳輸單元33將對應的電信 號37進行傳輸。同樣的，該接收端模塊3系應用於一印刷電路板(如後續圖式所示)上的設置，而 所述的轉阻放大器電路35並能將光檢測單元34所轉換的電信號37作放大後加以輸出，而該印刷電路板則能和該接收端模塊3完成電連接後，將接收端模塊3所轉換與放大後的對 應電信號37作接收以進行後續的輸出。此外，所述的電信號傳輸單元33也可以其金屬材 質的特性，利用其部分面積靠附於該光檢測單元34下方所採用的熱傳導或熱輻射方式，來 提供該光檢測單元34在接收對應的光信號38時的散熱功能。類似地，若將該接收端模塊3以系統單晶片(SoC)方式作設計時，則也可將運算的 部分整合於其中，例如將對應的集成電路與其轉阻放大器電路35作整合，使其所在的上層 便用以作為轉阻放大與運算的電路，而能同時具有轉阻放大功能與運算功能。根據上述較佳實施例的說明，更進一步來說，所設計的發射端模塊2或接收端模 塊3還需再和一傳輸組件，例如一光纖作相互連接之後，方能將對應的光信號傳輸至所指 定的接收端上，或由所指定的發射端上將對應傳來的光信號加以接收。請參閱圖6為將具 有光波導結構並用以進行信號傳輸的發射端模塊2和接收端模塊3完成連接的應用示意 圖。如該圖所示，所述的發射端模塊2和接收端模塊3是分別設置於一印刷電路板40、50 上，且如前述的實施說明，該等印刷電路板40、50是分別和發射端模塊2和接收端模塊3完 成電連接，用以提供所需進行轉換的電信號，或將所轉換出的電信號加以接收和進一步輸 出。而發射端模塊2或接收端模塊3於印刷電路板40、50上的設置，其底部空間的架設是 能容置各個光波導結構的體積，並且於其上分別設置了用以提供組裝連接的多個導座41、 42、51、52。承上所述，發射端模塊2或接收端模塊3兩者之間的光信號傳輸，是利用一光纖60 加以進行。如圖6所示，於此實施例中，該光纖60是對應所述的導座41、42、51、52的設計， 而分別於其兩端的組裝端61、62上設計出相對應的組裝導腳611、612、621、622，從而能分 別和該等導座完成其尺寸相互對應的組件組裝和連結。光纖60的主體是可使用現有技術 中的高速、高頻寬容量的傳輸光纖組件。而關於將對應的光信號導入至該光纖60中或從該 光纖60中導出的方式，是當在該等組裝導腳完成和該等導座的組裝連結後，兩組裝端61、 62便能貼附於發射端模塊2或接收端模塊3各自的光波導結構的第二端，例如所述的第二 端262、362 ；詳細來說，光纖60是分別以兩組裝端61、62中的兩傳輸接面610、620來和發 射端模塊2或接收端模塊3各自的光波導結構的第二端作貼附與結合，從而能將對應的光 信號作傳輸上的導入和導出。就另一方面來說，利用圖6所示的實施方式，便可有效地在運用具有光波導結構 的發射端模塊2和接收端模塊3時，完成光信號的導入與導出。然而，就應用上來說，除了 可將本發明的發射端模塊2在利用上述的光纖60的構造設計下和其接收端模塊3作連接 外，也可以分別將發射端模塊2或接收端模塊3和現有技術中的相關接收端構造或發射端 構造作搭配使用，例如於先前技術中所述的光電耦合組件的耦合裝置；其方式是保留所述 光纖60中的其中一端(即組裝端61或組裝端62)的設計，而另一端則可採用現有光纖的 連結外觀，以和對應裝置進行組裝；例如組裝至現有耦合裝置的溝渠構造中。本發明的概念還可基於上述較佳實施例的方式作相關的實施變化設計。舉例來 說，其中在發射端模塊中的驅動電路以及在接收端模塊中的轉阻放大器電路的設置位置， 可因本發明各模塊所具有的光波導結構和其光源單元或光檢測單元在半導體基板作區隔 而相距較遠的特徵下，作其它相關位置的設置與變化。請參閱圖7A為一發射端模塊2a的剖面示意圖；於此一變化設計中的相關單元是和上述較佳實施例相同，但其中形成於半導體基板20的第一表面201上的一第一膜層21a 是僅為對應光源單元24、光波導結構26的第一端261和反射面263的所在範圍而已；該第 一膜層21a也具有對光的高穿透性與抗反射性。而一驅動電路25a則相鄰於第一膜層21a 而設置於第一表面201上，用以通過傳輸對應的電信號以進行對設置於上方並作電連接的 光源單元24的驅動。同樣地，光源單元24並在對應的位置上將電信號轉換成光信號28後 發射。進一步來說，該第一膜層21a的形成可為將驅動電路25a作所在範圍的對應穿孔，而 於其範圍內形成於該第一表面201上。此一變化設計，於上述較佳實施例中的電信號傳輸 單元可設計為該驅動電路25a的一部分；例如可為光源單元24與驅動電路25a之間作連接 與支稱的部分，而使該驅動電路25a直接成為在其第一表面201上的電路層。由於在作電 路驅動的結構能以較小線寬的製程完成，而用以作光路通過的下層是需較大線寬的製程， 因此本發明可將不同線寬或製程的電路、光路結構完成於同一矽基板上，進而能整合成為 一單石(monolithic)的光電組件，而同時具有驅動和運算功能以提供高效率的光學傳輸。
請參閱圖7B為一發射端模塊2b的剖面示意圖；類似地，於此一變化設計中則是將 電信號傳輸單元23b加以延伸而將其部分形成於半導體基板20的第一表面201上，而一驅 動電路25b則設置於電信號傳輸單元23b上並和電信號傳輸單元23b完成電連接；意即驅 動電路25b是利用覆晶(Flip-Chip)的混成構裝(hybrid integration)方式設置於其上， 而使驅動電路25b與半導體基板20之間形成有其電信號傳輸單元23b，且較佳的設置是可 使驅動電路25b與光源單元24在電信號傳輸單元23b上有相同的高度。此外，於此圖中還 示意在光波導結構26的第二端262上形成有一第三膜層264，並可在其半導體基板20的側 壁上作延伸。該第三膜層264也為一種抗反射塗料(AR coating)的膜層，使光信號在其中 或對所連接的單元作傳輸時，能提高光的穿透率；此一抗反射的設計也可於上述較佳實施 例以及其接收端模塊上作實施，或於上述圖7A及後續相關應用上作實施。同樣地，此第三 膜層264可為單層膜或多層膜，用以提升光束的穿透率，從而能增加對波長、入射角度或低 極化選擇性(low polarization dependence)的公差容忍度。而在圖7C和7D中，則同時呈現了一發射端模塊2c設置於一印刷電路板40上的 示意圖；於圖7C中，一驅動電路25c是設置於印刷電路板40上，並在半導體基板20中製作 一金屬穿孔結構，使得電信號可以經由印刷電路板40直接穿透半導體基板20而和上方的 電路層作電連接。而於圖7D中的實施變化，則為驅動電路25c設置於印刷電路板40上，而 其電信號傳輸單元23c與驅動電路25c之間的電連接則能以打線(Wire)的方式完成電連 接。另一方面，上述圖7A至7D中的相同概念、架構與實施變化設計，也可於接收端模塊中 的轉阻放大器電路上來完成，但其中的電、光信號的傳輸方向則為反向。本發明概念中的光源單元或光檢測單元於各模塊中的設置，是通過半導體基板的 區隔而能和各自的光波導結構呈現較遠的距離，使其光波導結構的設置除了能夠有效地局 限住光信號而傳輸不失真外，再和後續的光纖或相關連接構造作連接組裝時，也不容易對 其結構較為精密的光源單元或光檢測單元造成破壞。本發明還可基於上述較佳實施例的方 式於光纖或連接構造上的組裝設計，或發射端模塊與接收端模塊間的連接設計作相關的實 施變化，使其光信號同樣能夠於發射端模塊與接收端模塊之間完成光信號傳輸。請參閱圖8A為一發射端模塊2d的剖面示意圖；於此圖中的各單元的設計是和上 述較佳實施例相同，但其中的半導體基板20在對應其光波導結構26的第二端的部位上是形成有一溝槽203，而該溝槽203的形狀可對應於作組裝的一光纖63 ；例如可為U型或V 型。而該光纖63在對該溝槽203進行組裝時，能對應其光波導結構26的光波導結構主體 260，使其光信號能作有效傳輸。此外，於此圖中的設計，光纖63在該溝槽203上的連接為 固定的黏合，而無法提供反覆的插拔或組裝；但若設計為可插拔時，由於位置上距其光源單 元24較遠，使得此連接過程將不易對該光源單元24造成破壞。此外，相同的概念與架構也 可於接收端模塊中的半導體基板和光波導結構上來完成；而所使用的光纖的另一端也能以 此一方式或仍可採用上述圖6中的方式，來完成和發射端模塊或接收端模塊的連接與光信 號傳輸。承上所述，根據圖8A的實施變化，其中該光纖63於外部的另一端上還可設計與相 關轉接頭作結合，進而能再和對應的接面作連接與傳輸。請參閱圖8B和8C分別為將該光 纖63的另一端和一轉接頭70作結合的示意圖，以及將該轉接頭70組裝至對應的一傳輸接 面71的示意圖。此二圖中的該轉接頭70與該傳輸接面71為現有單元，且該傳輸接面71 可設置在現有電路板或主機板上以提供該轉接頭70組裝。而由於該轉接頭70中設計有一 45度的反射面72，使得該光纖63中的光信號能經由反射面72的反射而進入傳輸接面71 中，從而進行接收、光電轉換與傳輸。本發明概念的發射端模塊或接收端模塊在經由對應的 光纖進行光信號傳輸時，能和現有技術中的相關單元來完成不同的結合與傳輸。另外，於上述較佳實施例中圖6所示的組裝架構，為將發射端模塊或接收端模塊 於各自的電路板或主機板上設計出相關的導座與組裝導腳，以作為結合或導引的機構設 計，使其能提供反覆的插拔或組裝。本發明還可基於上述較佳實施例的方式於可提供反覆 插拔或組裝的機構設計上作相關的實施變化，而光信號於兩模塊間的傳輸也同樣能夠有效 完成。請參閱圖9，為將具有光波導結構並用以進行信號傳輸的發射端模塊2和一光纖 66完成連接的應用示意圖。此圖中的發射端模塊2可和上述較佳實施例的說明相同，但該 發射端模塊2設置於一組裝板43上，且於該組裝板43上設計有兩導座44、45，可提供另一 組裝板64作對應的導引插入，使其組裝板64上的一組裝端65便能貼附於發射端模塊2的 光波導結構的第二端；或可再設計出更細部的栓旋構造或套合構造來完成與穩固兩者之間 的結合，並可提供拆卸或插拔。而光纖66則能和組裝端65完成組裝和連結，使其對應的光 信號便能經由組裝端65導入至光纖66中以進行傳輸。同理，相同的概念與架構也可於接 收端模塊上作應用。請參閱圖10A為將具有光波導結構並用以進行信號傳輸的發射端模塊2和接收端 模塊3完成連接的應用示意圖。此圖中的發射端模塊2和接收端模塊3可和上述較佳實施 例的說明相同，但是分別設置於一插卡81、82上。該等插卡81、82可對具有一光波導結構 86、兩個對應的插槽83、84的一印刷電路板80進行組裝，也就是能將其光波導結構26的第 二端和其光波導結構36的第二端分別對應該光波導結構86的兩端作連接。類似的設計， 該光波導結構86也包含有一光波導結構主體860和於兩端上的各一 45度的反射面861、 862。經由此一設計，信號便能以光的形式於該印刷電路板80及兩插卡81、82之間傳輸；也 就是對應的光信號能從光波導結構26導入至該光波導結構86中，經反射面861的反射而 於該光波導結構主體860中以全反射方式進行傳輸，並經反射面862的反射後再導入至其 光波導結構36中。
承上所述，不同於該等光波導結構26、36的矽材質特性，印刷電路板80上的光波 導結構86的設置是以高分子聚合物的材料加以形成。而此一連接架構除可不需使用光纖 進行傳輸外，傳輸的對象也可從兩插卡之間變換成同一電路板或不同電路板上的任兩單元 或任兩晶片。如圖10B所示為將具有光波導結構並用以進行信號傳輸的發射端模塊2和一晶片 91完成信號傳輸的應用示意圖。此圖中的發射端模塊2可和上述較佳實施例的說明相同； 發射端模塊2是設置於一印刷電路板40上，而該晶片91則設置於具有一光波導結構92的 一印刷電路板90上。發射端模塊2的光波導結構26能貼附於該光波導結構92，且該光波 導結構92也包含有一光波導結構主體920和一 45度的反射面921，使得對應的光信號能 從其光波導結構26導入至該光波導結構主體920中，並以全反射方式進行傳輸和經反射面 921的反射後，由該晶片91接收，從而能完成電路板對電路板、或是晶片與晶片之間的光信 號傳輸。同理，相同的概念與架構也可於接收端模塊上作應用。此外，本發明的發射端模塊和接收端模塊中的第一膜層、第二膜層可設計為單層 膜或多層膜，使其能提供對光的抗反射和增加穿透率並提升對波長、入射角度或低極化選 擇性的公差容忍度。是故，綜上所述，本發明是利用與結合了半導體製程的技術以及可作全反射的光 波導信號傳輸技術，將用以進行光、電信號間的轉換或電、光信號間的轉換的相關耦合構造 中，能簡單而方便於同一製程中完成其發射端模塊或接收端模塊的製造，因而無需以較復 雜的製程來進行現有技術中的溝渠構造的形成，或需將對應的光纖於其尺寸較小的條件下 作困難的組裝與植入。利用本發明的概念，不但讓所使用的光纖能方便地於發射端模塊或 接收端模塊上完成組裝、連結，且其過程可能對光源單元或光檢測單元所造成的破壞情形 也能有效避免。而將對應的光信號導入至其光纖中或從其中加以導出的設計，也不會因可 能的些微誤差而造成其光信號無法準確地進行信號傳輸。同時，本發明的概念也使得將光 信號於電路板與電路板之間作信號傳輸，或是於晶片與晶片之間作信號傳輸的結果能有效 完成。另外，本發明的概念也能在不利用光纖的情形下，通過具有另一光波導結構的裝置或 單元而能完成發射端模塊與接收端模塊之間的光信號傳輸。本發明的概念能有效地解決先 前技術中所提及的相關問題，從而能成功地達到本案發展的主要目的。以上所述，僅是本發明的實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本 發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫 離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化 的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
一種發射端模塊，應用於對至少一電信號的轉換與傳輸上，該發射端模塊包含有一半導體基板；一第一膜層，形成於該半導體基板的第一表面上，用以提供電絕緣；一電信號傳輸單元，形成於該第一膜層上，用以傳輸對應的電信號；至少一光源單元，設置於該電信號傳輸單元上並和該電信號傳輸單元完成電連接，用以接收該電信號，並將該電信號轉換成對應的一光信號後發射；一第二膜層，形成於該半導體基板的第二表面上；以及一第一光波導結構，形成於該第二膜層上，該第一光波導結構包含有一反射面和一光波導結構主體，該反射面是位於該第一光波導結構的第一端上，且該反射面的位置是和對應的光源單元相對應；其中該光信號能穿透該第一膜層、該半導體基板和該第二膜層而進入該第一光波導結構的第一端，並經由該反射面的反射而進入該光波導結構主體中以進行傳輸。
2.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該半導體基板為一種雙面拋光的單 晶矽基板。
3.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該光源單元為一發光二極體、一半導 體雷射器或一垂直腔面發射雷射器。
4.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該第一膜層、該第二膜層為一介電質膜層。
5.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該發射端模塊是應用於一印刷電路 板上的設置，該印刷電路板並能和該發射端模塊完成電連接後，提供該電信號。
6.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該發射端模塊包含有一驅動電路，該 驅動電路設置於該第一膜層上或一印刷電路板上，並和該電信號傳輸單元完成電連接，用 以傳輸該電信號，且該驅動電路並通過傳輸該電信號以驅動該光源單元。
7.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該電信號傳輸單元並形成於該半導 體基板的第一表面上，而該發射端模塊包含有一驅動電路，該驅動電路設置於該電信號傳 輸單元上，並和該電信號傳輸單元完成電連接，用以傳輸該電信號，且該驅動電路並通過傳 輸該電信號以驅動該光源單元，該驅動電路並可利用系統單晶片方式與對應的集成電路整 合，而具有運算功能與驅動功能。
8.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該電信號傳輸單元為一金屬材質，而 該電信號傳輸單元的部分是靠附於該光源單元下方，用以提供該光源單元發射該光信號時 的散熱功能。
9.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構為一矽材質，而該 反射面和該第二膜層間有一 45度的夾角。
10.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該光信號經該反射面的反射後，是 以全反射方式於該光波導結構主體中進行傳輸。
11.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構和該半導體基板 為一體成型，而該反射面能以一半導體蝕刻方式完成。
12.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構的第二端是和一 光纖完成連接，用以將該光信號傳輸至該光纖中。
13.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構的第二端是和一 印刷電路板的一第二光波導結構完成連接，用以將該光信號傳輸至該第二光波導結構中。
14.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構的第二端上形成 有一第三膜層，該第三膜層為單層膜或多層膜，用以提供抗反射和增加穿透率並提升對波 長、入射角度或低極化選擇性的公差容忍度。
15.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該第一膜層、該第二膜層為單層膜 或多層膜，用以提供抗反射和增加穿透率並提升對波長、入射角度或低極化選擇性的公差 容忍度。
16.如權利要求1所述的發射端模塊，其特徵在於，該發射端模塊包含有 一第二光波導結構，形成於該第二膜層上；以及一光檢測單元，設置於該電信號傳輸單元上並和該電信號傳輸單元完成電連接； 其中該第二光波導結構包含有對應的光波導結構主體和對應的反射面，用以傳輸對應 的另一光信號，而該光檢測單元是和該第二光波導結構的反射面的位置相對應，用以接收 對應的光信號並轉換成對應的另一電信號。
17.—種發射端模塊，應用於對至少一電信號的轉換與傳輸上，該發射端模塊包含有 一半導體基板； 一第一膜層，形成於該半導體基板的第一表面上，用以提供抗反射； 一驅動電路，設置於該半導體基板的第一表面上並相鄰於該第一膜層，用以通過傳輸 對應的電信號以進行驅動；至少一光源單元，對應該第一膜層而設置於該驅動電路上並和該驅動電路完成電連 接，用以接收該電信號，並將該電信號轉換成對應的一光信號後發射； 一第二膜層，形成於該半導體基板的第二表面上；以及一光波導結構，形成於該第二膜層上，該光波導結構包含有一反射面和一光波導結構 主體，該反射面是位於該光波導結構的第一端上，且該反射面的位置是和對應的光源單元 相對應；其中該驅動電路是具有運算功能，而該光信號能穿透該第一膜層、該半導體基板和該 第二膜層而進入該光波導結構的第一端，並經由該反射面的反射而進入該光波導結構主體 中以進行傳輸。
18.一種接收端模塊，應用於對至少一光信號的傳輸與轉換上，該接收端模塊包含有 一半導體基板；一第一膜層，形成於該半導體基板的第一表面上，用以提供電絕緣； 一第二膜層，形成於該半導體基板的第二表面上；一第一光波導結構，形成於該第二膜層上，該第一光波導結構包含有一反射面和一光 波導結構主體，且該反射面是位於該第一光波導結構的第一端上； 一電信號傳輸單元，形成於該第一膜層上；以及至少一光檢測單元，設置於該電信號傳輸單元上並和該電信號傳輸單元完成電連接， 且該反射面的位置是和對應的光檢測單元相對應；其中對應的光信號能傳輸進入該光波導結構主體中，經由該反射面的反射而從該第一 光波導結構的第一端穿透該第二膜層、該半導體基板和該第一膜層，並由該光檢測單元接收而將該光信號轉換成對應的一電信號後，由該電信號傳輸單元將該電信號進行傳輸。
19.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該半導體基板為一種雙面拋光的 單晶矽基板。
20.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該光檢測單元為一光接收二極體 或一光學接收器。
21.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該第一膜層、該第二膜層為一介電質膜層。
22.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該接收端模塊是應用於一印刷電 路板上的設置，該印刷電路板並能和該接收端模塊完成電連接後，輸出該電信號。
23.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該接收端模塊包含有一轉阻放大 器電路，該轉阻放大器電路設置於該第一膜層上或一印刷電路板上，並和該電信號傳輸單 元完成電連接，用以傳輸該電信號，且該轉阻放大器電路並能將該光檢測單元所轉換的該 電信號放大後加以輸出。
24.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該電信號傳輸單元並形成於該半 導體基板的第一表面上，而該接收端模塊包含有一轉阻放大器電路，該轉阻放大器電路設 置於該電信號傳輸單元上，並和該電信號傳輸單元完成電連接，用以傳輸該電信號，且該轉 阻放大器電路並能將該光檢測單元所轉換的該電信號放大後加以輸出，該轉阻放大器電路 並可利用系統單晶片方式與對應的集成電路整合，而具有運算功能與轉阻放大功能。
25.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該電信號傳輸單元為一金屬材質， 而該電信號傳輸單元的部分是靠附於該光檢測單元下方，用以提供該光檢測單元接收該光 信號時的散熱功能。
26.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構為一矽材質，而 該反射面和該第二膜層間有一 45度的夾角。
27.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該光信號經該反射面的反射後，以 全反射方式於該光波導結構主體中進行傳輸。
28.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構和該半導體基 板為一體成型，而該反射面能以一半導體蝕刻方式完成。
29.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構的第二端系和 一光纖完成連接，用以接收該光纖中所傳輸的該光信號。
30.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構的第二端和一 印刷電路板的一第二光波導結構完成連接，用以接收該第二光波導結構中所傳輸的該光信 號。
31.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該第一光波導結構的第二端上形 成有一第三膜層，該第三膜層為單層膜或多層膜，用以提供抗反射和增加穿透率並提升對 波長、入射角度或低極化選擇性的公差容忍度。
32.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該第一膜層、該第二膜層為單層膜 或多層膜，用以提供抗反射和增加穿透率並提升對波長、入射角度或低極化選擇性的公差 容忍度。
33.如權利要求18所述的接收端模塊，其特徵在於，該接收端模塊包含有一第二光波導結構，形成於該第二膜層上；以及一光源單元，設置於該電信號傳輸單元上並和該電信號傳輸單元完成電連接； 其中該第二光波導結構包含有對應的光波導結構主體和對應的反射面，而該光源單元 是和該第二光波導結構的反射面的位置相對應，用以接收對應的另一電信號並轉換成對應 的另一光信號而由該第二光波導結構進行傳輸。
34. 一種接收端模塊，應用於對至少一光信號的傳輸與轉換上，該接收端模塊包含有 一半導體基板；一第一膜層，形成於該半導體基板的第一表面上，用以提供抗反射； 一第二膜層，形成於該半導體基板的第二表面上；一光波導結構，形成於該第二膜層上，該光波導結構包含有一反射面和一光波導結構 主體，且該反射面是位於該光波導結構的第一端上；一轉阻放大器電路，設置於該半導體基板的第一表面上並相鄰於該第一膜層；以及 至少一光檢測單元，對應該第一膜層而設置於該轉阻放大器電路上並和該轉阻放大器 電路完成電連接，且該反射面的位置是和對應的光檢測單元相對應；其中對應的光信號能傳輸進入該光波導結構主體中，經由該反射面的反射而從該光波 導結構的第一端穿透該第二膜層、該半導體基板和該第一膜層，並由該光檢測單元接收而 將該光信號轉換成對應的一電信號後，由具有運算功能的該轉阻放大器電路將該電信號進 行傳輸。
全文摘要
本發明涉及一種具有光波導結構的發射端模塊和接收端模塊，應用於對電信號或光信號的轉換與傳輸上，該發射端模塊包含有一半導體基板、一第一膜層、一電信號傳輸單元、一光源單元、一第二膜層以及一光波導結構。其中光源單元用以接收電信號，並將其轉換成光信號後發射；光波導結構的一反射面是和光源單元相對應，而光信號能穿透第一膜層、半導體基板和第二膜層進入光波導結構，並經由反射面的反射而進入一光波導結構主體中以進行傳輸。而該接收端模塊是具有相似的構造；該接收端模塊是由其中的一光檢測單元接收其所包含的一光波導結構所反射的光信號，並將其轉換成電信號後進行傳輸。
文檔編號G02B6/42GK101876732SQ20101020064
公開日2010年11月3日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者伍茂仁, 盧冠甫, 常振宇, 張家齊, 張彥中, 李韻芝, 沈帛寬, 蕭旭良, 藍孝晉, 陳進達 申請人:伍茂仁