特許 7480029 オンチップフォトニック集積回路光学検証

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-26

(45)【発行日】2024-05-09

(54)【発明の名称】オンチップフォトニック集積回路光学検証

(51)【国際特許分類】

   G01M 11/00 20060101AFI20240430BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20240430BHJP

   H01S 5/06 20060101ALI20240430BHJP

【ＦＩ】

G01M11/00 T

G02B6/12 371

G02B6/12 301

H01S5/06

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020194956

(22)【出願日】2020-11-25

(65)【公開番号】P2022058070

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-11-24

(31)【優先権主張番号】17/038,422

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】522446306

【氏名又は名称】オープンライト フォトニクス インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＯｐｅｎＬｉｇｈｔ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ， Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】６８６８ Ｃｏｒｔｏｎａ Ｄｒｉｖｅ， Ｓｕｉｔｅ Ｃ， Ｇｏｌｅｔａ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ９３１１７ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】ベンジャミン・エム．・カーティン

【審査官】小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１２－５１５３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１８５５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１４６１９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０７８７２４８９（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２４５３２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０８３７７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】EGOROV,A.A.，WAVEGUIDE LIGHT SCATTERING METHOD AS A BEST WAY FOR RESEARCH OF THE STATISTIC IRREGULARITIES OF INTEGRATED-OPTICAL WAVEGUIDES，JOURNAL OF RADIO ELECTRONICS，2010年，pp.1-19

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １１／００ － Ｇ０１Ｍ １１／０８

Ｇ０２Ｂ １／００ － Ｇ０２Ｂ ３０／６０

Ｈ０１Ｓ １／００ － Ｈ０１Ｓ ５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトニック集積回路（ＰＩＣ）中のエラーを検出するための方法であって、
前記ＰＩＣの集積半導体レーザーによって、複数の導波路によって接続される複数の光学コンポーネントを備える前記ＰＩＣのフォトニック回路層に沿って伝搬する赤外光を生成することであって、前記フォトニック回路層は前記ＰＩＣの基板層上に形成され、前記赤外光の一部分は、前記ＰＩＣの前記基板層を通して前記フォトニック回路層から離れて伝搬する、赤外光を生成することと、
前記ＰＩＣの外部の画像センサを使用して、前記ＰＩＣの前記基板層を通って前記フォトニック回路層から離れて伝搬する前記赤外光の一部分を画像化することによって、初期フォトニック回路画像を生成することであって、前記初期フォトニック回路画像は、前記赤外光が前記複数の光学コンポーネントのうちの１つ以上によって前記フォトニック集積回路中の第１の光学経路にガイドされている間に生成される、初期フォトニック回路画像を生成することと、
前記複数の光学コンポーネントのうちの１つを使用して、前記フォトニック回路層中の第２の光学経路に前記赤外光を向けることと、
前記赤外光が前記第２の光学経路にガイドされている間に、フォトニック回路画像を生成することと、
前記赤外光が前記第２の光学経路にガイドされている間に、前記フォトニック回路画像をディスプレイデバイス上に表示することと、
前記フォトニック回路画像と前記初期フォトニクス回路画像の比較に基づいて、前記ＰＩＣの前記フォトニック回路層の１つ以上の前記光学コンポーネントにおける光学エラーを検出することと、
を備える、
方法。

【請求項2】

前記ＰＩＣは、外部チップと接続する電気接続を有する第１のサイドと前記外部チップから離れて面する前記第１のサイドに対向する第２のサイドとを有するフリップチップコンフィギュレーションのＰＩＣチップ中に含まれ、前記画像センサは、前記ＰＩＣチップの第２のサイドに面している間、前記フォトニック回路画像を生成する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記フォトニック回路層は、前記ＰＩＣチップの第２のサイドに面する前記画像センサからみて前記基板層によってカバーされる、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記基板層は、可視波長を有する可視光をブロックし、前記可視波長よりも高い赤外波長を有する赤外光に基づいて、赤外光の一部分を通過させる、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記フォトニック回路画像は、前記画像センサに向けて散乱する前記集積半導体レーザーからの前記赤外光の一部分に基づいて生成される、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記画像センサは、前記赤外光の赤外波長に感度のよい赤外画像センサである、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記集積半導体レーザーは、レージングなしで前記赤外光が生成されるように、サブレージングしきい値電力が提供される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記光学エラーは、前記複数の導波路のうちの１つにおける導波路エラーであり、前記フォトニック回路画像は前記導波路エラーからの前記赤外光の一部分の増加した散乱を表現する、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記光学エラーは、前記赤外光のうちのいくつかをブロックする前記ＰＩＣ中の物理素材により前記フォトニック回路層のエリアの減少した散乱として前記フォトニック回路画像内に表現される、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記集積半導体レーザーは、チューニング可能なレーザーである、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記複数の光学コンポーネントのうちの１つは、光を前記フォトニック回路層中の前記第１の光学経路と前記第２の光学経路とに向ける光学スイッチである、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記フォトニック回路層は、シリコン層と活性層とを備える、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記複数の導波路は前記シリコン層で形成され、前記複数の光学コンポーネントのうちの１つ以上は、活性層から形成される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記集積半導体レーザーは、前記活性層の一部分から形成される、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

フォトニック集積回路（ＰＩＣ）光学エラーを検出するためのシステムであって、
複数の導波路によって接続される複数の光学コンポーネントを含むフォトニック回路層を備えるＰＩＣであって、前記フォトニック回路層は前記フォトニック集積回路の基板層上に形成され、前記複数の光学コンポーネントは、前記フォトニック回路層を通して伝搬する赤外光を生成する集積半導体レーザーを含む、ＰＩＣと、
前記赤外光が前記複数の光学コンポーネントのうちの１つ以上によって前記ＰＩＣ中の第１の光学経路にガイドされている間に、前記フォトニック回路層からの前記赤外光から初期フォトニック回路画像を生成し、前記赤外光が前記複数の光学コンポーネントのうちの前記１つ以上によって前記ＰＩＣ中の第２の光学経路にガイドされている間に、前記赤外光からフォトニック回路画像をさらに生成する外部画像センサであって、前記外部画像センサは、前記第２の光学経路にガイドされる前記赤外光が前記フォトニック回路層中を伝搬し、前記ＰＩＣの前記基板層を通して前記外部画像センサに向けて散乱するときに、前記フォトニック回路画像を生成するように位置付けられる、外部画像センサと
を備える、
ここにおいて、前記システムは、前記フォトニック回路画像と前記初期フォトニクス回路画像の比較に基づいて、前記ＰＩＣの前記フォトニック回路層の１つ以上の前記光学コンポーネントにおける光学エラーを検出する、システム。

【請求項16】

前記システムは、前記外部画像センサに接続されているディスプレイデバイスをさらに備え、前記外部画像センサおよび前記ディスプレイデバイスは、製造環境の前記ＰＩＣの近くに位置付けられる、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記ＰＩＣはウエハからシンギュレートされたダイであり、前記ＰＩＣは、別のチップに電気的に接続されているフォトニックチップ中にあり、ここで、前記外部画像センサは、前記ＰＩＣが前記別のチップに接続されている間に前記フォトニック回路画像を生成する、請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記外部画像センサは、前記ＰＩＣの外部にあり、ここで、前記外部画像センサは、前記赤外光の赤外波長に感度のよい赤外画像センサである、請求項１５に記載のシステム。

【請求項19】

前記集積半導体レーザーは、レージングなしで前記赤外光を生成するようにサブレージングしきい値電力が提供される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

前記物理素材は、前記ＰＩＣ中の接着剤からの残留物を備える、請求項９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［0001］ 本開示は、一般的に光学回路に関し、より具体的には、光学回路検証およびエラー検出に関する。

【背景】

【0002】

［0002］ フォトニック集積回路（ＰＩＣ）は、ＰＩＣの製造の間に傷つけられることがある、導波路によって相互接続されるアクティブおよびパッシブコンポーネントの両方を含むことができる。欠陥のロケーションを識別することは、分析中のＰＩＣを潜在的に損なうことがある検査を必要とする。さらに、このような検査は、設計および製造プロセスを遅らせる準備を必要とする、分解されるまたはさらされるユニットにおける製造の後に生じる。さらに、ＰＩＣ製造のウェハ製造ステージにおいて膨大なコストがすでに負担されていることから、このような検査は、製造サイクルの終り近くになる。

【図面の簡単な説明】

【0003】

［0003］ 以下の説明は、本開示の実施形態のインプリメンテーションの例として与えられる実例を有する図の説明を含む。図面は、限定ではなく例として理解すべきである。ここで使用されるように、１つ以上の「実施形態」への参照は、本発明の主題事項のうちの少なくとも１つのインプリメンテーションに含まれる、特定の特徴、構造、または特性を説明するものとして理解すべきである。したがって、ここで現れる「１つの実施形態において」または「代替実施形態において」のようなフレーズは、本発明の主題事項のさまざまな実施形態およびインプリメンテーションを説明するが、必ずしもすべて同じ実施形態を参照するわけではない。しかしながら、これらは、必ずしも相互に排他的ではない。任意の特定の要素または動作の説明を容易に識別するために、参照番号中の最上位の数字は、要素または動作が最初に発生する、図面（「図」）番号を指す。

【図1】［0004］ 図１は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、光学信号を送信および受信するための例示的な光学トランシーバを図示するブロックダイヤグラムである。

【図2】［0005］ 図２は、本開示の実施形態にしたがう、１つ以上の光学デバイスを含む光学電気デバイスの実例である。

【図3】［0006］ 図３は、さまざまな実施形態にしたがう、フォトニック集積回路の概略断面図である。

【図4】［0007］ 図４は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、光学電気デバイスの内部アーキテクチャを示す。

【図5A】［0008］ 図５Ａは、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、ポイントエラーを検出するためのフォトニック回路画像を示す。

【図5B】図５Ｂは、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、ポイントエラーを検出するためのフォトニック回路画像を示す。

【図6】［0009］ 図６は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、フォトニック集積回路の例示的なフォトニック回路画像を示す。

【図7】［0010］ 図７は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、素材ベースの光学エラーを検出するための例示的なフォトニック回路アーキテクチャを示す。

【図8】［0011］ 図８は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、光学ポイントエラーを決定するための方法の例示的なフローダイヤグラムを示す。

【図9】［0012］ 図９は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、光学経路エラーを決定するための方法の例示的なフローダイヤグラムを示す。

【図10】［0013］ 図１０は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、フォトニック集積回路における素材ベースの光学エラーを決定するための方法の例示的なフローダイヤグラムを示す。

【0004】

［0014］ ここで提示する本発明の概念の他の潜在的な実施形態またはインプリメンテーションを説明するとともに、以下に説明する実施形態のうちのいくつかまたはすべてを描くかもしれない、図面の説明を含む、ある詳細およびインプリメンテーションの説明が続く。本開示の実施形態の全体像を以下に提供し、その後に図面を参照してより詳細な説明が続く。

【詳細な説明】

【0005】

［0015］ 以下の記述では、説明の目的のために、本発明の主題事項のさまざまな実施形態の理解を提供するための、多数の特定の詳細を述べる。しかしながら、これらの特定の詳細なしで、本発明の主題事項の実施形態を実施できることが当業者に明らかになるだろう。一般的に、周知の命令インスタンス、構造、および、技術は必ずしも詳細に示されない。

【0006】

［0016］ 説明したように、フォトニック集積回路におけるエラーは、設計および製造において検出することが難しいことがある。この目的のために、オンチップ光源ベースの光学エラー検出システムは、ウエハレベルで、ならびに、ダイシンギュレーションおよびチップとチップパッケージとへ統合された後に、所定のＰＩＣにおいて１つ以上の光学エラーを識別するために使用されることができるフォトニック回路画像を生成することができる。オンチップ光源は、ＰＩＣの１つ以上の基板層を通して、波長範囲（例えば、赤外波長）に感度のよい画像センサに伝搬する波長で光を生成できる。オンチップ光源は、チューニング可能であり、フォトニック集積回路中の異なるタイプの光学エラーを検出するために利用できる異なる電力設定が提供されることができる。光が、フォトニック回路層を照光し、さらに、フォトニック回路のサイドから散乱すると（例えば、基板層を通過し、そこで、屈曲、穴、または特異な素材により光が散乱する）、赤外光を使用してフォトニック回路を画像化できる赤外線ＣＣＤとして、外部カメラは実現できる。エラー識別に加えて、システムは、異なる光経路に応答してＰＩＣが正しく機能し、コンポーネントがアクティブ化される（例えば、ＰＩＣ中の光経路を切り替え、意図されたコンポーネントを通して光が伝搬することを確認する）ことを検証するように実現できる。

【0007】

［0017］ 図１は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、光学信号を送信および受信するための光学トランシーバ１００を図示するブロックダイヤグラムである。光学トランシーバ１００は、以下でさらに詳細に説明するように、オンチップ生成光の赤外線画像化を介して光学エラーを識別できる光学電気デバイスの例である。図１中に示している例では、光学トランシーバ１００は、電気ハードウェアデバイス１５０のような電気デバイスからデータを処理し、電気データを光学データに変換し、光学デバイス１７５のような１つ以上の光学デバイスにより光学データを送り、受け取る。例えば、電気ハードウェアデバイス１５０は、光学スイッチネットワークにデータを送り、受け取るプラグ着脱可能なデバイスのような光学トランシーバ１００を「ホストする」ホストボードであることがあり、ここで、例えば、光学デバイス１７５は、光学スイッチネットワークの他のコンポーネント（例えば、外部送信機１７７）であることがある。しかしながら、光学トランシーバ１００は、他のタイプの電気デバイスおよび光学デバイスとインターフェースするように実現されることがあることを認識すべきである。例えば、いくつかの例示的な実施形態にしたがうと、光からバイナリ電気データにデータが変換された後にデータを処理するオンボード電気チップと相互接続するように、光学ネットワーク（例えば、導波路、ファイバ）を光学バスとして使用するハイブリッド「マザーボード」上で単一のチップとして、光学トランシーバ１００は実現できる。

【0008】

［0018］ いくつかの例示的な実施形態では、ハードウェアデバイス１５０は、光学トランシーバ１００の電気インターフェースを収容し、嵌合する電気インターフェースを含む。光学トランシーバ１００は、通信システムまたはデバイス内でバックエンドモジュールとして動作するハードウェアデバイス１５０によって物理的に収容されてもよく、ハードウェアデバイス１５０から取り外されてもよい、取り外し可能前端モジュールであってもよい。光学トランシーバ１００およびハードウェアデバイス１５０は、例えば、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、波長分割多重（ＷＤＭ）システムまたはパラレルファイバーシステム（例えば、パラレル単一ファイバー（ＰＳＭ））のような光学通信デバイスまたはシステム（例えば、ネットワークデバイス）のコンポーネントであることがある。

【0009】

［0019］ 図示した例において、光学トランシーバ１００は、電気回路（例えば、データ送信機１０５、データ受信機１１５）およびＰＩＣ１１０のような光学コンポーネントを制御するマイクロプロセッサ１０２を含む。

【0010】

［0020］ 光学トランシーバ１００のデータ送信機１０５は、電気信号を受信でき、電気信号は、フォトニック集積回路（ＰＩＣ）１００の光学送信機コンポ―ンネント（例えば、変調器、加熱器）を介して光学信号に変換される。ＰＩＣ１１０は、その後、ＰＩＣ１１０とインターフェースする、ファイバーまたは導波路のような光学リンクを介して光学信号を出力できる。出力光データは、その後、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、光学スイッチネットワーク、組み込みシステム中の光学導波路ネットワークなどのようなネットワークを介して、他のコンポーネント（例えば、スイッチ、エンドポイントサーバ、単一組み込みシステムの他の組み込みチップ）によって処理されることができる。

【0011】

［0021］ 受信機モードにおいて、ＰＩＣ１１０（例えば、光検出器）は、光学デバイス１７５への１つ以上の光学リンクを介して、高データレート光学信号を受信できる。光学信号は、電気ハードウェアデバイス１５０のような他のデバイスへの出力のためにデータをより引いデータレートに変調するように、データ受信機１１５によってさらなる処理のために光を電気信号に変換するように、ＰＩＣ１１０（例えば、ＳＯＡ、フォトダイオード）中の光学受信機コンポーネントによって変換される。光学トランシーバ１００によって使用される変調は、パルス振幅変調（例えば、「ＰＡＭ４」、ＰＡＭ８等のような４レベルＰＡＭ）、直角位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）、２位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）、偏波多重ＢＰＳＫ、Ｍ－ａｒｙ直角振幅変調（Ｍ－ＱＡＭ）などを含むことができる。

【0012】

［0022］ 図２は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、１つ以上の光学デバイスを含む光学電気デバイス２００の実例である。この実施形態において、光学電気デバイス２００は、印刷回路版（ＰＣＢ）基板２０５、有機基板２１０、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）２１５、およびフォトニック集積回路（ＰＩＣ）２２０を含む、マルチ構造チップパッケージ構造である。この実施形態において、ＰＩＣ２２０は、上記で説明した１つ以上の光学構造（例えば、ＰＩＣ１１０）を含んでいてもよい。さらに、単一のＡＳＩＣ２１５のみが図２中に図示されているが、異なる実施形態およびコンフィギュレーションにしたがって、複数のＡＳＩＣが光学電気デバイス２００（例えば、データ送信機１０５のための送信機ＡＳＩＣ、データ受信機１１５のための受信機ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ１０２のためのマイクロプロセッサＡＳＩＣ）に統合できることが認識されるだろう。

【0013】

［0023］ いくつかの例示的な実施形態において、ＰＩＣ２２０は、シリコンオンインシュレーター（ＳＯＩ）またはシリコンベースの（例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ））デバイスを含み、または、シリコンおよび非シリコン素材の両方から形成されるデバイスを備えていてもよい。前記非シリコン素材（代替的に「異種素材」とも呼ばれる）は、ＩＩＩ－Ｖ族素材、磁気光学素材、または結晶基板素材のうちの１つを備えていてもよい。ＩＩＩ－Ｖ族半導体素材は、周期表のＩＩＩ族とＶ族に含まれる要素（例えば、インジウムガリウムヒ素リン（ＩｎＧａＡｓＰ））を有している。ＩＩＩ－Ｖ族半導体電子速度がシリコンのものよりもより速いことからＩＩＩ－Ｖ族ベースの素材のキャリア分散効果は、シリコンベースの素材よりもはるかに高い。さらに、ＩＩＩ－Ｖ族素材は、電気ポンプからの光の効果的な生成を可能にするダイレクトバンドギャップを有している。したがって、ＩＩＩ－Ｖ族半導体素材は、シリコンと比較して、光を生成することと光の屈折率を変調することの両方に関する増加した効率性を有する光動作を可能にする。したがって、ＩＩＩ－Ｖ族半導体素材は、電気から光を生成し、光を電気に変換する際に、増加した効率性を有する光動作を可能にする。

【0014】

［0024］ したがって、シリコンの低光学損失および高品質酸化物は、本開示の実施形態における、異種光学デバイス中のＩＩＩ－Ｖ族半導体の電気光学効率性と組み合わされ、前記異種デバイスは、デバイスの異種およびシリコンのみの導波路の間で低損失異種光学導波路遷移を利用する。いくつかの例示的な実施形態において、ＰＩＣ１１０は、ＩＩＩ－Ｖ族素材を使用して光を生成するために（図２中には描かれていない）集積レーザーを実現する。

【0015】

［0025］ 。
［0026］ いくつかの例示的な実施形態では、ＰＩＣ２２０の光学デバイスは、ＡＳＩＣ２１５のような１つ以上のＡＳＩＣに含まれる制御回路、または、１つ以上のＡＳＩＣからからの制御命令によって、少なくとも部分的に制御される。ＡＳＩＣ２１５とＰＩＣ２２０の両方が銅柱２１４上に配置されるように示されており、これらは、有機基板２１０を介してＩＣを通信可能に結合するために使用される。ＰＣＢ基板２０５は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）相互接続２１６を介して有機基板２１０に結合され、有機基板２１０を（したがってＡＳＩＣ２１５およびＰＩＣ２２０を）、示していないが、相互接続モジュール、電力供給等のような光学電子デバイス２００の他のコンポーネントに相互接続するように使用されてもよい。

【0016】

［0027］ 図示した例では、ＰＩＣ２２０は、有機基板２１０に接続するようにフロントサイド２２１が「下」に面し、有機基板２１０から離れるようにバックサイド２１９が「上」に面するフリップチップコンフィギュレーションである。集積された光源からの光は、バックサイド２１９を照らすように、ＰＩＣ２２０の他の層（例えば、基板、酸化シリコン）を伝搬できる、またはそうでなければ、通過できる波長（例えば、赤外線）である。別の方法でバックサイド２１９を通して見えないために、フォトニック回路層が覆われているかもしれないにもかかわらず、カメラのような画像センサ２１７は、画像要素（例えばＣＣＤアレイ）を使用して、光をキャプチャし、ＰＩＣ２２０内のフォトニック回路のフォトニック回路画像を生成することができる。カメラまたは画像センサ２１７から生成した画像は、デスクトップコンピュータのモニタのようなディスプレイ２２７上に表示でき、これは、光学的欠陥（例えば、導波路エラー）を識別およびラベル付けするようにフォトニック画像上で画像分析を実行できる。例えば、いくつかの例示的な実施形態にしたがうと、エッジ検出または畳み込みニューラルネットワークオブジェクト識別を、フォトニック回路のアクティブエリアおよび導波路中の光学エラーを識別するために、各フォトニック回路画像に適用できる。さらに、ＰＩＣ２２０は有機基板２１０上にフリップチップコンフィギュレーションで画像化されるように図示されているが、オンチップ光源、カメラ、およびディスプレイ２２７は、別の方法ではフォトニック層を見るのに実用的でなくすることがある、電気接触、トレースでカバーされるかもしれないフロントサイド２２１を通してＰＩＣ２２０を同様に画像化できることを認識すべきである。例えば、ＰＩＣ２２０からのオンチップ光は、フォトニック回路画像を生成するために使用されることができる一方で、ＰＩＣ２２０は、（例えば、ダイシンギュレーションの前の、ウエハ製造環境またはクリーンルームにおいて、インラインの）ウエハの一部分である。

【0017】

［0028］ 図３は、さまざまな実施形態にしたがう、ＰＩＣ３００の概略断面図である。ＰＩＣ３００は、サイド２１９が下に面し、トップサイドが上に面するＰＩＣ２２０の例であり、トップサイドのうちのいくつかの層（例えば、電気インターフェース）は、可視性のために除去されている。図示しているように、ＰＩＣ３００は、（シリコンの層、酸化シリコン、およびシリコンを含む）シリコンオンシュレーター基板３０２であり、断面図で示されている。ＳＯＩ基板３０２の最上部のシリコン層３０４は、パターン化され、その後部分的にエッチングされ、領域３０７において導波路および他の集積光学構造（例えば、ＭＺＩ）を形成する。さらに、最上部のシリコン層３０４は、領域３０８において、レーザーダイオード（例えば、ＩＩＩ－Ｖ族素材）の部分からの光を結合するための導波路、（例えば、データを送り、オプション的に低周波数ディザー信号をレーザーに適用するために使用される）関係付けられている変調器、および（例えば、検出器として機能する）フォトダイオードをさらに含む。レーザーは、（自由キャリア吸収、バンドギャップ縮小、バンド充填効果を介して）１次および／または２次電気光学効果あるいはキャリア注入を利用するために領域３０８において半導体素材を使用して、または、レーザー空洞内に配置された領域３０７における熱チューニング要素によって、チューニングされることができる。出力カプラは、入力および出力ポートにおいて（より狭いおよびオプション的に先細になる）導波路にマージする（例えば、図３中に示したような上面図において）四角形の形態をとる、例えば、マルチモードインターフェース（ＭＭＩ）であってもよい。

【0018】

［0029］ パターン化され、エッチングされたシリコン層の上に、酸化シリコンの絶縁層が配置され、クラッディング３１０を形成してもよい。レーザーおよび検出器の領域３０８において、これらのコンポーネントの集積光学構造よりも上のクラッディング３１０の上に、ｎ型にドープしたおよびｐ型にドープした領域を含む化合物半導体素材３１２（例えば、ＩＩＩ－Ｖ族素材）が配置され、レーザーダイオード、変調器、フォトダイオードを形成し、典型的には、化合物半導体は、表面に接合され、各機能に対して最適化された複数の異なる素材を含む。パッド金属および金属接触（図示せず）は、誘導放出を引き起こすようにレーザーダイオードを通して電流を流すことと、電流または電圧をレーザーチューニング要素に流すことと、データを送信し、オプション的にディザリングするように変調器にわたって変動電場生成することと、フォトダイオード中で生成された電流を測定することとを促進するように配置されている。レーザーダイオードにおいて生成された光は、下の集積光学構造に結合され、これは、変調器に、オプション的に光学スイッチおよび出力分配器に、および図４中に示すような他の光学コンポーネントにつながる出力カプラによる共振空洞を形成してもよい。

【0019】

［0030］ 図４は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、光学電気デバイス４０２の内部アーキテクチャ４００を示す。図示したように、アーキテクチャ４００は、光学トランシーバ１００のように光学データを送り、受け取ることができる光学電気デバイス４０２を表示する。光学電気デバイス４０２は、電子モジュール４０４およびフォトニクスモジュール４０７を備えている。電子モジュール４０４は、電気コンポーネント（例えば、電気伝導経路／トレース、回路制御論理、ＡＳＩＣ、プロセッサ、電力制御回路等）を含み、これらは、図２のＡＳＩＣのような、パッケージ化されたチップ中の１つ以上の電気構造またはＡＳＩＣとして統合されることができる。図示した例において、電子モジュール４０４は、光学変調のためのデータ（例えば、ＰＡＭ４データ、ＱＰＳＫデータ）を受信する送信機制御装置４０６（例えば、図１のデータ送信機１０５）を含む。いくつかの例示的な実施形態では、ハードウェアプロセッサ４０５（ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ）は、光学電気デバイス４０２の異なるプロセスを制御する。電子モジュール４０４は、受信機制御装置４１０（例えば、データ受信機１１５）をさらに含み、これは、フォトニクスモジュール中の光学受信機コンポーネントによって生成される光学データを受信できる。電子モジュール４０４は、電子モジュール４０４中の電子コンポーネントを含む、光学電子デバイス４０２に対する電力を供給および制御し、さまざまな電気的に制御されるフォトニックコンポーネント（例えば、レーザー、シリコン光増幅器、フィルタ、変調器等）に電力供給するように電力をフォトニクスモジュール４０７にさらに供給するための電力制御回路４１２をさらに含むことができる。

【0020】

［0031］ いくつかの例示的な実施形態では、フォトニクスモジュール４０７は、集積フォトニクス送信機構造４１４および集積フォトニクス受信機構造４３２を備える波長分割多重トランシーバアーキテクチャである。いくつかの例示的な実施形態では、集積フォトニクス送信機構造４１４および集積フォトニクス受信機構造４３２は、上記で説明した図２中のＰＩＣ２２０のようなＰＩＣデバイスに製造される例示的な光学コンポーネントである。集積フォトニクス送信機構造４１４は、４つのレーンを有する送信機の例であり、例えば、第１の送信機レーン４１６中の、レーザー４５０、電界吸収型変調器（ＥＡＭ）４５２、およびＭＺＩ４５５を含む含む異なる光学コンポーネントを使用して光の異なる波長を各レーンは取り扱い、他のレーンは、（例えば、異なる波長分割多重波長で）これらのレーン上で光学データを管理するために同じまたは類似したコンポーネントを含んでいてもよい。簡潔にするために、図示した例において、第１の送信機レーン４１８および第４の送信機レーン４１８を含む、送信機の２つのレーンのみが図示されており、第２および第３の送信機レーンは省略されている。

【0021】

［0032］ 集積フォトニクス受信機構造４３２は、（例えば、光学ネットワークから）変調された光を受信し、マルチプレクサ４３４、半導体光学増幅器（ＳＯＡ）４３５、および、光検出器４３６（例えば、フォトダイオード）のような１つ以上の検出器を使用して、光をフィルタリングし、増幅し、電気信号に変換することによって光を処理する光学受信機の例である。

【0022】

［0033］ フォトニクスモジュール４０７は、最初に１つ以上のシリコンコンポーネントを製造した後にＩＩＩ－Ｖ層から活性コンポーネントを製造することが続くことを含む、複数のプロセスで製造することができる。例えば、（例えば、矢印で図示した）フォトニクスモジュール４０７においてさまざまなコンポーネントに接続する導波路は、シリコンからエッチングされることができ、ＭＺＩ４５５およびＭＺＩ４３３のような他のコンポーネントは、同様にシリコンからエッチングされることができる一方で、レーザー（例えば、レーザー４２８、４５０）、モニタ用フォトダイオード（例えば、モニタ用フォトダイオード４６４）、光検出器４３６のような他のコンポーネントは、その後、（例えば、導波路がエッチングされる）シリコンコンポーネントの後にＩＩＩ－Ｖ族素材から後続する製造サイクルにおいて製造されることができる。

【0023】

［0034］ いくつかの例示的な実施形態では、レーザーのうちの１つ以上（例えば、レーザー４５０）は、送信機レーン４１６のコンポーネントに光を提供するようにアクティブ化される。レーザー４５０にバイアスをかけるために供給される電力は、フォトニック層から散乱した光を受信できる赤外線画像装置を使用してフォトニック回路の正確なより高い解像度を可能にするように、光学経路を通して伝搬する低レベル光を生成するためにレーザーしきい値よりも低いことがある。いくつかの例示的な実施形態では、各レーンのレーザーをオンにし、その後、赤外光から生成したフォトニック画像からレーンのコンポーネントを評価することによって、各レーンは、個々にテストされる。いくつかの例示的な実施形態では、各送信機レーンは、複数の受信機レーンのうちの１つへのループバック経路を含み、所定のレーザーレーンがアクティブ化されるとき、送信機レーンを通して、また、ループバック経路を介した受信機コンポーネントを通して、光は伝搬する。このようにして、各コンポーネントおよび光学経路は、フォトニック回路画像を介して評価されることができる。

【0024】

［0035］ 図５Ａは、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、ポイントエラーを検出するための例示的なフォトニック回路画像５００を示している。図５Ａの例において、集積半導体レーザー（例えば、レーザー４５０）に電力は提供されていないが、外部照明光源からのフォトニック集積回路５０３の素材（例えば、シリコン、酸化シリコン、ＩＩＩ－Ｖ族素材）から反射する周囲の赤外光により、導波路５０５は、依然として見える。図５Ｂの例において、サブレージングしきい値電力（例えば、２ｍＡ）が提供される集積半導体光源は、レーザーに、導波路５０５を含む、フォトニック集積回路を通して伝搬する低電力光を生成させる。フォトニック回路画像５５０において表現されるように、低電力赤外光は、（例えば、基板３０２の１つ以上の層を通して、および、フリップチップＰＩＣのバックサイド２１９を通して）導波路中の欠陥５５５から赤外線カメラに向けて散乱する。いくつかの例示的な実施形態では、フォトニック回路画像は、各ピクセルの強度に関連して色付けられ、画像５００の直接目視観測によって、異なるエリアで散乱した光の強度を推定できるように疑似色を提供する。いくつかの例示的な実施形態では、スペクトルインジケータ５０７は、画像５００中の光のおおよその強度を決定する際に、ユーザを支援するように、（例えば、ディスプレイ２２７上に表示される）画像５００とともに含まれる。例えば、回路５０３の大部分は、紫の異なる色合いであることがあり、欠陥５５５は、視覚的に識別できる異なる色（例えば、白）で表示されることがある。いくつかの例示的な実施形態では、欠陥５５５は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、ディスプレイ２２７上にユーザインターフェース要素（例えば、回路、矢印）でラベル付けされる。

【0025】

［0036］ 図６は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、フォトニック集積回路の例示的なフォトニック回路画像６００および６５０を示している。図６の例では、画像６００および６５０の両方は、異なる光学経路が照光されたＰＩＣの同じ領域を表現している。例えば、画像６００では、第１の光学経路６１０は、集積された光源から光を受信し、コンポーネントの屈曲および終端から散乱する光により、ＭＺＩ６２０およびモニタ用フォトダイオード６２５が見える。例えば、ＭＺＩ６２０は、接合の屈曲から光が散乱するＹ接合を含む。さらに、モニタ用フォトダイオード６２５は、経路６１０上の光の一部分を、およびモニタ用フォトダイオード６２５の端から散乱する光を、利用または監視する光検出器であり、これは、ＰＩＣを通しておよび画像化センサ２１７に伝搬する赤外光から画像６００において見える。図６の例において、光学スイッチ（表現せず）は、第１の光学経路６１０から第２の光学経路６１５に、オンチップレーザーからの光を切り替えることができ、（光を受信しないことから）第２の光学経路６１５は、画像６００では見えないが、画像６５０では照光される。画像６５０において、第２の光学経路６１５は、ＭＺＩ６３０とモニタ用フォトダイオード６３５とを備え、これらの両方は、それぞれのコンポーネントの屈曲および終端において光を散乱する。オンチップソースを使用して、異なるコンポーネントおよび経路を照光することにより、ＰＩＣの異なるコンポーネントを検証できる。例えば、光学電気チップが誤動作しており、ＰＩＣが正しく動作しているか不明確である場合、経路が光を受信していることを検証するために異なる部分を画像化することができ、これは、その後、誤動作しているコンポーネントはＰＩＣの外部の電気コンポーネント（例えば、ＡＳＩＣ）であるかもしれないという結論を出すために使用できる。代替的に、いくつかの例示的な実施形態にしたがうと、画像６００を生成した後、第２の光学経路６１５を通して光を向けるようにスイッチを作動するが、それにもかかわらず第２の光学経路６１５が暗いままである場合、経路中にエラー（例えば、ポイントエラー、素材ベースのエラー）、またはコンポーネントエラー（例えば、スイッチエラー）があるという結論を出すことができる。

【0026】

［0037］ 図７は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、素材ベースの光学エラーを検出するための例示的なフォトニック回路アーキテクチャ７００を示している。上記で説明したように、導波路経路のそれぞれ（例えば、図３の領域３０７および領域３０８に沿った経路）は、赤外光を生成またはそうでなければ伝搬することができ、赤外光は、画像センサ２１７による画像化のために、フォトニック集積回路のバックサイド２１９を通してＰＩＣの１つ以上の層（例えば、基板３０２のＳｉＯ２および１つ以上のＳｉ層）を通して送信されることができる。しかしながら、図７の例において、ブロッキング素材７０５（例えば、接着剤残留物または不十分な接着による空隙）は、伝搬する、またはそうでなければ、ブロッキング素材７０５によってブロックされる光によって画像化されることができるエラーを引き起こす。例えば、フォトニック集積回路を通して伝搬する光は、所定のセットの波長の赤外光であることがあり、光が素材７０５とぶつかるとき、光の波長を変化させ、これは、（例えば、画像内のＰＩＣの他のエリアと比較して）異なる色合いを有するフォトニック集積回路のエリアとして表現されることができる。レーザーがチューニング可能ないくつかの例示的な実施形態では、素材７０５がフォトニック集積回路内に位置付けられている場合、集積された光源によって、光の異なる波長が生成されることができ、より良好に絶縁するための異なる波長を使用して、素材は画像化されることができる。さらに、および、いくつかの例示的な実施形態にしたがうと、光源は、異なる波長を通して掃引される一方で、赤外線カメラはビデオを記録し、掃引の間の各波長において、それは（ＰＩＣの他の素材とは）異なって応答することから、素材７０５は、画像化されることができ、素材は、ビデオのフレームと比較して他の素材からより容易に区別されることができる。いくつかの例示的な実施形態では、素材７０５の物理組成のような特性は、素材７０５の周りのエリアから発され、表現される光の波長における変化に基づいて決定されることができる。例えば、素材７０５が近似量だけ赤外光の波長を変化またはシフトする（例えば、２０ｎｍのシフト）ように知られている接着性である場合、ブロッキング素材７０５の素材組成は、フォトニック集積回路の他の部分と比較して、素材７０５のシフト（例えば、色における違い）に基づいて識別されることができる。

【0027】

［0038］ 図８は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、光学ポイントエラーを決定するための方法８００の例示的なフローダイヤグラムである。光学ポイントエラーは、導波路の散乱ポイント（例えば、裂け目または穴）、フォトニック集積回路の屈曲または終端部分から散乱する光、または、所定のコンポーネント屈曲／端からの光の不足（例えば、光学スイッチによって光が向けられるＭＺＩから光が発しない）を含むことがある。

【0028】

［0039］ 動作８０５において、フォトニック集積回路中で集積レーザーを調節する。例えば、オンチップ集積レーザーは、赤外波長で光を生成するようにチューニングされる。動作８１０において、フォトニック集積回路内で集積レーザーを使用して、赤外光が生成される。動作８１０において光が生成されると、光は、フォトニック集積回路の異なる部分を伝搬および照光する（例えば、フォトニック集積回路全体を照光する、光学スイッチから向けられた光を受信する光の異なる部分を照光する）。いくつかの例示的な実施形態では、光は低電力レベルで生成され、生成される光は非コヒーレントであり（例えば、レーザー光ではない）、光が回路を横切ることから光の経路はより明確になる（例えば、レーザー光によるより高い解像度は、画像センサの画像化要素を照らさず、または、過飽和にしない）。

【0029】

［0040］ 動作８１５において、フォトニック回路を通して伝搬する光からフォトニック集積回路画像が生成される。例えば、屈曲、穴、または終端から散乱する光は、フリップチップフォトニック集積回路のバックサイドの基盤素材を通して、画像を生成する赤外線カメラに伝搬する。

【0030】

［0041］ 動作８２０において、光学ポイントエラーが画像中で識別される。例えば、光学ポイントエラーは、図５Ｂ中に図示したような導波路からの穴を含むことがある。さらなる例として、所定のエリアから光が発せられないとき、光学ポイントエラーは、フォトニック集積回路中の屈曲または端から発する光を含むことがある。さらなる例として、試験セットアップにおいて光を受信すべきと想定されるＰＩＣの領域からの光が欠如すると、画像において、光学エラーを識別できる（例えば、光が第２の経路６１５に向けられたが、画像において第２の経路は暗く、または、画像において第２の経路中の１つ以上のコンポーネントが暗く、これは、コンポーネント中にエラーがあることを示す）。

【0031】

［0042］ 図９は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、光学経路エラーを決定するための方法９００の例示的なフローダイヤグラムである。動作９０５において、フォトニック集積回路中で集積レーザーが調節される。例えば、動作９０５において、集積レーザーは、赤外波長で赤外光を生成するように調節されたチューニング可能な波長レーザーである。

【0032】

［0043］ 動作９１０において、フォトニック集積回路内で集積レーザーを使用して、赤外光が生成される。動作９１０において赤外光が生成されると、光は、フォトニック集積回路の異なる部分を伝搬および照光する（例えば、フォトニック集積回路全体を照光する、１つ以上の光学スイッチから向けられた光を受信する回路の異なる部分を照光する）。

【0033】

［0044］ 動作９１５において、フォトニック集積回路中で光学経路が変更される。例えば、光学スイッチは、上記で説明したように、第１の光学経路６１０から第２の光学経路６１５へとアクティブ光学経路を変更する。

【0034】

［0045］ 動作９２０において、アクティブ化された経路を通して伝搬する光からフォトニック集積回路画像が生成される。例えば、アクティブ化された光学経路の屈曲、穴、または終端から散乱する赤外光は、フォトニック集積回路の基盤素材を通して、およびフリップチップフォトニック集積回路のバックサイドを通して記憶装置中のディスプレイのための画像を生成する赤外線カメラに伝搬する。

【0035】

［0046］ 動作９２５において、生成された画像中で１つ以上の光学経路エラーが識別される。例えば、光学経路エラーは、アクティブ化された光学経路中に暗いまたはそうでなければ光を受信しないコンポーネントのうちの１つ以上を含むことがあり、これは、コンポーネントに欠陥があることを示す。さらに、光学経路エラーは、経路全体が暗い画像を含むことがあり、これは、経路が１つ以上のスイッチコンポーネントから光を受信しないことを示す。

【0036】

［0047］ 図１０は、いくつかの例示的な実施形態にしたがう、フォトニック集積回路中で素材ベースの光学エラーを決定する方法１０００の例示的なフローダイヤグラムである。

【0037】

［0048］ 動作１００５において、第１のセットの赤外波長で光を生成するようにチューニングされた集積レーザー源を使用して、赤外光が生成される。動作１０１０において、（例えば、画像センサ２１７を介して）フォトニック集積回路を通して伝搬する光からフォトニック集積回路画像が生成される。

【0038】

［0049］ 動作１０１５において、（例えば、第１のセットの波長より高いまたは低い）第２のセットの赤外波長で光を生成するようにチューニングされた集積レーザー源を使用して、赤外光が生成される。

【0039】

［0050］ 動作１０２０において、集積回路を通して伝搬する第２のセットの波長の光からさらなるフォトニック集積回路が生成される。動作１０２５において、図７を参照して上記で説明したように、１つ以上の素材ベースの光学エラーが識別される。図１０の例では２つの画像が生成されているが、いくつかの例示的な実施形態では、フォトニック集積回路を通して伝搬する波長は、チューニング可能な光源を使用して掃引される一方で、赤外線カメラはビデオを生成し、これは、素材ロケーションおよび特性を識別するためにライブまたはリアルタイムビデオとしてディスプレイデバイス上に表示される。

【0040】

［0051］ 以下は、例示的な実施形態である：

【0041】

［0052］ 例１。フォトニック集積回路（ＰＩＣ）中のエラーを検出するための方法であって、前記ＰＩＣの集積半導体レーザーによって、複数の波形によって接続される複数の光学コンポーネントを備える前記ＰＩＣのフォトニック回路層に沿って伝搬する赤外光を生成することと、ここで、前記フォトニック回路層は前記ＰＩＣの基板層上に形成され、前記赤外光の一部分は、前記ＰＩＣの前記基板層を通して前記フォトニック回路層から離れて伝播し、前記ＰＩＣの外部の画像センサを使用して、前記ＰＩＣの前記基板層を通って前記フォトニック回路層から伝搬する前記赤外光の一部分を画像化することによって、フォトニック回路画像を生成することと、前記フォトニック回路画像をディスプレイデバイス上に表示することと、を備え、前記フォトニック集積回路は前記ＰＩＣの前記フォトニック回路層の１つ以上のコンポーネントにおける光学エラーを表示する。

【0042】

［0053］ 例２。前記ＰＩＣは、外部チップと接続する電気接続を有する第１のサイドと前記外部チップから離れて面する前記第１のサイドに対向する第２のサイドとを有するフリップチップコンフィギュレーションのＰＩＣチップ中に含まれ、前記画像センサは、前記ＰＩＣチップの第２のサイドに面している間、前記フォトニック回路画像を生成する、例１の方法。

【0043】

［0054］ 例３。前記フォトニック回路層は、前記ＰＩＣチップの第２のサイドに面する前記画像センサからみて前記基板層によってカバーされる、例１または２の方法。

【0044】

［0055］ 例４。前記基板層は、可視波長を有する可視光をブロックし、前記可視波長よりも高い赤外波長を有する赤外光に基づいて、赤外光の一部分を通過させる、例１－３のうちのいずれかの方法。

【0045】

［0056］ 例５。前記フォトニック回路画像は、前記画像センサに散乱する前記集積半導体レーザーからの前記赤外光の一部分に基づいて生成される、例１－４のうちのいずれかの方法。

【0046】

［0057］ 例６。前記画像センサは、前記赤外光の赤外波長に感度のよい赤外画像センサである、例１－５のうちのいずれかの方法。

【0047】

［0058］ 例７。前記集積半導体レーザーは、レージングなしで前記赤外光が生成されるように、サブレージングしきい値電力が提供される、例１－６のうちのいずれかの方法。

【0048】

［0059］ 例８。前記光学エラーは、前記複数の導波路のうちの１つにおける導波路エラーであり、前記フォトニック回路画像は前記導波路エラーからの前記赤外光の一部分の増加した散乱を表現する、例１－７のうちのいずれかの方法。

【0049】

［0060］ 例９。前記光学エラーは、前記赤外光のうちのいくつかをブロックする素材により前記フォトニック回路層のエリアの減少した散乱として表現される、例１－８のうちのいずれかの方法。

【0050】

［0061］ 例１０。前記集積半導体レーザーは、チューニング可能なレーザーである、例１－９のうちのいずれかの方法。

【0051】

［0062］ 例１１。前記ＰＩＣのチューニング可能なレーザが１つ以上の初期波長にチューニングされる間に初期フォトニック回路を生成することをさらに備え、ここで、前記光学エラーを表現する前記フォトニック回路画像は、前記チューニング可能なレーザーが前記初期波長とは異なる赤外波長で前記赤外光を生成するようにチューニングされる間に、生成され、ここで、減少した散乱を有する前記エリアは、前記素材により前記フォトニック回路画像中の外観が変化する、例１－１０のうちのいずれかの方法。

【0052】

［0063］ 例１２。前記複数の光学コンポーネントのうちの１つを使用して、前記フォトニック回路層中の第１の光学経路に前記赤外光をガイドすることによって、初期フォトニック回路画像を生成することと、前記複数の光学コンポーネントのうちの１つを使用して、前記フォトニック回路層中の第２の光学経路に前記赤外光を向けることとをさらに備え、ここで、前記光学エラーを表現する前記フォトニック回路画像は、前記赤外光が前記第２の光学経路に向けられている間に、前記画像センサによって生成される、例１－１１のうちのいずれかの方法。

【0053】

［0064］ 例１３。前記複数の光学コンポーネントのうちの１つは、光を前記フォトニック回路層中の前記第１の光学経路と前記第２の光学経路とに向ける光学スイッチである、例１－１２のうちのいずれかの方法。

【0054】

［0065］ 例１４。前記フォトニック回路層は、シリコン層と活性層とを備える、例１－１３のうちのいずれかの方法。

【0055】

［0066］ 例１５。前記複数の導波路は前記シリコン層で形成され、前記複数の光学コンポーネントのうちの１つ以上は、活性層から形成される、例１－１４のうちのいずれかの方法。

【0056】

［0067］ 例１６。前記集積半導体レーザーは、前記活性層の一部分から形成される、例１－１５のうちのいずれかの方法。

【0057】

［0068］ 例１７。フォトニック集積回路光学エラーを検出するためのシステムであって、複数の導波路によって接続される複数の光学コンポーネントを含むフォトニック回路層を備えるフォトニック集積回路であって、前記フォトニック回路層は前記ＰＩＣの基板層上に形成され、前記複数の光学コンポーネントは、前記フォトニック回路層を通して伝搬する赤外光を生成する集積半導体レーザーを含むフォトニック集積回路と、前記フォトニック回路層からの前記赤外光からフォトニック回路画像を生成する外部画像センサであって、前記外部画像センサは、前記フォトニック回路層中を伝播し、前記フォトニック集積回路の前記基板層を通して前記外部画像センサに散乱する前記赤外光を画像化するように位置付けられる、外部画像センサとを備える。

【0058】

［0069］ 例１８。前記システムは、前記外部画像センサに接続されているディスプレイデバイスをさらに備え、前記外部画像センサおよび前記ディスプレイデバイスは、製造環境の前記フォトニック集積回路の近くに位置付けられ、前記フォトニック集積回路は、複数の回路を備えるウエハに含まれる、例１－１７のうちのいずれかのシステム。

【0059】

［0070］ 例１９。前記フォトニック集積回路はウエハからシンギュレートされたダイであり、前記フォトニック集積回路は、前記フォトニック回路層に近い電気インターフェースサイド上の別のチップに電気的に接続されているフォトニックチップ中にあり、前記基板層は、前記フォトニック回路層によって別のチップから分離され、ここで、前記外部画像センサは、前記フォトニック集積回路が前記別のチップに接続されている間に前記フォトニック回路画像を生成する、例１－１７のうちのいずれかのシステム。

【0060】

［0071］ 例２０。前記画像センサは、前記外部画像センサは、前記赤外光の赤外波長に感度のよい赤外画像センサであり、ここで、前記集積半導体レーザーは、レージングなしで前記赤外光を生成するようにサブレージングしきい値電力が提供される、例１－１７のうちのいずれかのシステム。

【0061】

［0072］ 前述の詳細な説明において、本発明の主題事項の方法、および装置は、その特定の例示的な実施形態を参照して説明してきた。しかしながら、本発明の主題事項のより広い精神および範囲から逸脱することなく、これらに対するさまざまな修正および変更を行ってもよいことが明らかであろう。それゆえに、本明細書および図面は、限定的よりもむしろ、実例的であるとみなされる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［Ｃ１］
フォトニック集積回路（ＰＩＣ）中のエラーを検出するための方法であって、
前記ＰＩＣの集積半導体レーザーによって、複数の波形によって接続される複数の光学コンポーネントを備える前記ＰＩＣのフォトニック回路層に沿って伝搬する赤外光を生成することと、ここで、前記フォトニック回路層は前記ＰＩＣの基板層上に形成され、前記赤外光の一部分は、前記ＰＩＣの前記基板層を通して前記フォトニック回路層から離れて伝播し、
前記ＰＩＣの外部の画像センサを使用して、前記ＰＩＣの前記基板層を通って前記フォトニック回路層から伝搬する前記赤外光の一部分を画像化することによって、フォトニック回路画像を生成することと、
前記フォトニック回路画像をディスプレイデバイス上に表示することと、を備え、前記フォトニック集積回路は前記ＰＩＣの前記フォトニック回路層の１つ以上のコンポーネントにおける光学エラーを表示する、
方法。
［Ｃ２］
前記ＰＩＣは、外部チップと接続する電気接続を有する第１のサイドと前記外部チップから離れて面する前記第１のサイドに対向する第２のサイドとを有するフリップチップコンフィギュレーションのＰＩＣチップ中に含まれ、前記画像センサは、前記ＰＩＣチップの第２のサイドに面している間、前記フォトニック回路画像を生成する、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］
前記フォトニック回路層は、前記ＰＩＣチップの第２のサイドに面する前記画像センサのからみて前記基板層によってカバーされる、Ｃ２に記載の方法。
［Ｃ４］
前記基板層は、可視波長を有する可視光をブロックし、前記可視波長よりも高い赤外波長を有する赤外光に基づいて、赤外光の一部分を通過させる、Ｃ２に記載の方法。
［Ｃ５］
前記フォトニック回路画像は、前記画像センサに散乱する前記集積半導体レーザーからの前記赤外光の一部分に基づいて生成される、Ｃ４に記載の方法。
［Ｃ６］
前記画像センサは、前記赤外光の赤外波長に感度のよい赤外画像センサである、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ７］
前記集積半導体レーザーは、レージングなしで前記赤外光が生成されるように、サブレージングしきい値電力が提供される、Ｃ６に記載の方法。
［Ｃ８］
前記光学エラーは、前記複数の導波路のうちの１つにおける導波路エラーであり、前記フォトニック回路画像は前記導波路エラーからの前記赤外光の一部分の増加した散乱を表現する、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ９］
前記光学エラーは、前記赤外光のうちのいくつかをブロックする素材により前記フォトニック回路層のエリアの減少した散乱として表現される、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１０］
前記集積半導体レーザーは、チューニング可能なレーザーである、Ｃ９に記載の方法。
［Ｃ１１］
前記方法は、
前記ＰＩＣのチューニング可能なレーザが１つ以上の初期波長にチューニングされる間に初期フォトニック回路を生成することをさらに備え、
ここで、前記光学エラーを表現する前記フォトニック回路画像は、前記チューニング可能なレーザーが前記初期波長とは異なる赤外波長で前記赤外光を生成するようにチューニングされる間に、生成され、
ここで、減少した散乱を有する前記エリアは、前記素材により前記フォトニック回路画像中の外観が変化する、Ｃ１０に記載の方法。
［Ｃ１２］
前記複数の光学コンポーネントのうちの１つを使用して、前記フォトニック回路層中の第１の光学経路に前記赤外光をガイドすることによって、初期フォトニック回路画像を生成することと、
前記複数の光学コンポーネントのうちの１つを使用して、前記フォトニック回路層中の第２の光学経路に前記赤外光を向けることとをさらに備え、
ここで、前記光学エラーを表現する前記フォトニック回路画像は、前記赤外光が前記第２の光学経路に向けられている間に、前記画像センサによって生成される、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記複数の光学コンポーネントのうちの１つは、光を前記フォトニック回路層中の前記第１の光学経路と前記第２の光学経路とに向ける光学スイッチである、Ｃ１２に記載の方法。
［Ｃ１４］
前記フォトニック回路層は、シリコン層と活性層とを備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１５］
前記複数の導波路は前記シリコン層で形成され、前記複数の光学コンポーネントのうちの１つ以上は、活性層から形成される、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１６］
前記集積半導体レーザーは、前記活性層の一部分から形成される、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１７］
フォトニック集積回路光学エラーを検出するためのシステムであって、
複数の導波路によって接続される複数の光学コンポーネントを含むフォトニック回路層を備えるフォトニック集積回路であって、前記フォトニック回路層は前記ＰＩＣの基板層上に形成され、前記複数の光学コンポーネントは、前記フォトニック回路層を通して伝搬する赤外光を生成する集積半導体レーザーを含むフォトニック集積回路と、
前記フォトニック回路層からの前記赤外光からフォトニック回路画像を生成する外部画像センサであって、前記外部画像センサは、前記フォトニック回路層中を伝播し、前記フォトニック集積回路の前記基板層を通して前記外部画像センサに散乱する前記赤外光を画像化するように位置付けられる、外部画像センサとを備える、システム。
［Ｃ１８］
前記システムは、前記外部画像センサに接続されているディスプレイデバイスをさらに備え、前記外部画像センサおよび前記ディスプレイデバイスは、製造環境の前記フォトニック集積回路の近くに位置付けられ、前記フォトニック集積回路は、複数の回路を備えるウエハに含まれる、Ｃ１７に記載のシステム。
［Ｃ１９］
前記フォトニック集積回路はウエハからシンギュレートされたダイであり、前記フォトニック集積回路は、前記フォトニック回路層に近い電気インターフェースサイド上の別のチップに電気的に接続されているフォトニックチップ中にあり、前記基板層は、前記フォトニック回路層によって別のチップから分離され、ここで、前記外部画像センサは、前記フォトニック集積回路が前記別のチップに接続されている間に前記フォトニック回路画像を生成する、Ｃ１７に記載のシステム。
［Ｃ２０］
前記外部画像センサは、前記フォトニック集積回路の外部にあり、ここで、前記外部画像センサは、前記赤外光の赤外波長に感度のよい赤外画像センサであり、ここで、前記集積半導体レーザーは、レージングなしで前記赤外光を生成するようにサブレージングしきい値電力が提供される、Ｃ１７に記載のシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】