特表 2024-541960 レーザ源と熱の放散を管理するための手段を備えたフォトニックデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-13

(54)【発明の名称】レーザ源と熱の放散を管理するための手段を備えたフォトニックデバイス

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/024 20060101AFI20241106BHJP

   H01S 5/02251 20210101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H01S5/024

H01S5/02251

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525202

(86)(22)【出願日】2022-10-13

(85)【翻訳文提出日】2024-04-26

(86)【国際出願番号】 EP2022078525

(87)【国際公開番号】W WO2023072610

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】2111534

(32)【優先日】2021-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(31)【優先権主張番号】2113081

(32)【優先日】2021-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522392508

【氏名又は名称】シンティル フォトニクス

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シルヴィ メネゾ

(72)【発明者】

【氏名】フレデリック マズール

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173AH30

5F173MC12

5F173MD16

5F173MD37

5F173ME23

5F173ME56

5F173MF22

(57)【要約】

本発明は、フォトニックデバイスに関し、より詳細には、異種レーザ源と、レーザ源によって放出されやすい熱を放散するように構成された放熱手段とを備えるフォトニックデバイスに関する。より具体的には、放熱手段は、フォトニックデバイスの前面上でアクセス可能なコンタクトパッドと相互作用するように配置された熱伝達層及び熱伝達要素を実装し、このことを念頭に置いて、熱伝達層は、電気絶縁材料で作られ、コンタクトパッドのいずれか又は両方と接触し、一方、熱伝達要素は、熱伝達層と排他的に接触して配置される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトニックチップ（１０１）と支持基板（２１０）とを備えるフォトニックデバイス（１００）であって、前記支持基板（２１０）には、支持面（２１０Ａ）が設けられ、前記フォトニックチップ（１０１）は、支持層（２００）と、前記支持層（２００）の主面（２００Ａ）上に下面（３００Ａ）と称されるその面によって載置されているフォトニック層（３００）と、を備え、少なくとも１つの誘電体材料を含む前記フォトニック層（３００）は、互いに光学的に結合された導波路（４００）及びフォトニックスタック（５００）によって形成された少なくとも１つのレーザ源を封入し、前記フォトニックスタックは、ＩＩＩ－Ｖ族半導体材料で作られ、前記フォトニックチップはまた、前記下面（３００Ａ）の反対側の前記フォトニック層（３００）の上面（３００Ｂ）によってアクセス可能であり、前記フォトニック層（３００）内に延在する接続ビア（６０３、６０４）によって前記フォトニックスタック（５００）に電気的に接続された第１の表面（６０１Ａ）及び第２の表面（６０２Ａ）をそれぞれ有する第１の金属パッド（６０１）及び第２の金属パッド（６０２）を備え、前記第１のパッド（６０１）及び前記第２のパッド（６０２）は、前記レーザ源によるレーザ放射の放出を制御するために前記フォトニックスタック（５００）内の電流の循環を可能にするように構成され、前記フォトニックデバイスは、
－前記レーザ源によって放出されることが可能な熱を放散するように構成された第１の放熱手段（７００）であって、前記第１の手段（７００）は、熱伝達層（７０１）と、前記熱伝達層（７０１）と熱的に接触する熱伝達要素（７０２）と、を備え、前記熱伝達層（７０１）は、前記第１の表面（６０１Ａ）及び第２の表面（６０２Ａ）のうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重なる電気絶縁材料を含む、第１の放熱手段と、
－前記第１のパッド（６０１）及び前記第２のパッド（６０２）を、前記支持基板（２１０）又は前記熱伝達層（７０１）のいずれかの上に配置された第１の端子（２１１）及び第２の端子（２１２）と電気的に接続するように構成された接続手段と、を更に備える、フォトニックデバイス（１００）。

【請求項2】

前記熱伝達層（７０１）は、前記第１のパッド（６０１）及び前記第２のパッド（６０２）と接触している、請求項１に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項3】

前記熱伝達層（７０１）は、２０Ｗ／ｍ／Ｋ以上の熱伝導率を有する、熱伝達材料と称される材料で作られ、前記熱伝達層（７０１）は、有利には、ポリマー材料、ＡｌＮ又はケイ素から選択される前記材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項4】

前記導波路（４００）は、ケイ素、又は窒化ケイ素、又は窒化ケイ素とケイ素とのハイブリッド形態で作られる、請求項１～３のいずれか一項に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項5】

前記フォトニックデバイスはまた、前記レーザ源によって放出されることが可能な熱を前記支持層（２００）に放散するように構成された第２の手段（７２０）を備え、前記第２の手段（７２０）は、前記主面（２００Ａ）の方向に、前記導波路（４００）から延在する第２のビア（７２１）を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項6】

前記第２の手段（７２０）はまた、前記第２のビア（７２１）と前記主面（２００Ａ）との間に挿入されたほぼ平面形状の金属インサート（７２２）を備え、前記第２の手段は、前記金属インサート（７２２）から前記主面（２００Ａ）に向かって延在する第２の端子ビア（７２３）を更に備え、有利には、前記主面と前記第２の端子ビアとの間に追加のインサートが挿入される、請求項５に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項7】

前記フォトニックデバイスはまた、前記レーザ源によって放出される可能性が高い熱を放散するように構成された第３の手段（７４０）を備え、前記第３の手段（７４０）は、前記主面（２００Ａ）の方向に、前記第１のパッド（６０１）及び前記第２のパッド（６０２）からそれぞれ延在する第３のビア（７４１、７４２）を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項8】

前記第３の手段（７４０）はまた、２つの金属インサート、それぞれほぼ平面形状の第１のインサート（７４３）及び第２のインサート（７４４）を備え、前記第１のインサート（７４３）は、前記主面（２００Ａ）と、前記第１のパッド（６０１）から延在する前記第３のビア（７４１）との間に介在し、前記第２のインサート（７４４）は、前記主面（２００Ａ）と、前記第２のパッド（６０２）から延在する前記第３のビア（７４２）との間に介在し、前記第３の手段（７４０）は、前記第１のインサート（７４３）から前記主面（２００Ａ）まで延在する少なくとも第３の端子ビア（７４５）と、前記第２のインサート（７４４）から前記主面（２００Ａ）まで延在する少なくとも別の第３の端子ビア（７４６）と、を更に備える、請求項７に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項9】

前記支持面（２１０Ａ）は、前記支持層の前記主面（２００Ａ）の反対側の、副面（２００Ｂ）と称される前記支持層（２００）の面に組み付けられる、請求項１～８のいずれか一項に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項10】

前記第１の表面（６０１Ａ）及び前記第２の表面（６０２Ａ）のうちの一方の前記熱伝達層（７０１）による被覆は、部分的であり、前記第１の表面（６０１Ａ）及び前記第２の表面（６０２Ａ）のそれぞれ第１のセクション（６０１Ｂ）及び第２のセクション（６０２Ｂ）へのアクセスを自由にし、第１のワイヤ（６０５）は、前記第１の端子（２１１）と前記第１のパッド（６０１）とを直接接続し、第２のワイヤ（６０６）は、前記第２の端子（２１２）と前記第２のパッド（６０２）とを直接接続し、前記第１の端子（２１１）及び前記第２の端子（２１２）は、前記支持基板（２１０）上に配置される、請求項９に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項11】

前記熱伝達層（７０１）は、前記上面（３００Ｂ）の反対側の前記熱伝達層（７０１）の接触面（７０１Ａ）によってアクセス可能な第１の二次パッド（７０３）及び第２の二次パッド（７０４）とそれぞれ称される２つの二次金属パッドと、前記第１の二次パッド（７０３）と前記第１のパッド（６０１）とを接続する第１の金属ボール（７０５）と、前記第２の二次パッド（７０４）と前記第２のパッド（６０２）とを接続する第２の金属ボール（７０６）と、を備え、前記第１の端子（２１１）及び前記第２の端子（２１２）は、前記接触面（７０１Ａ）上に配置され、前記第１の端子（２１１）及び前記第１の二次パッド（７０３）は、第１の再配線を介して接続され、前記第２の端子（２１２）及び前記第２の二次パッド（７０４）は、第２の再配線を介して接続される、請求項９に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項12】

前記支持面は、前記第１及び第２のパッドと前記第１の端子及び前記第２の端子とのそれぞれの電気的接続も確実にする金属ボール（６０７、６０８）によって前記上面によって前記フォトニック層に組み付けられ、前記支持基板は、前記支持面の前記支持基板を前記支持面の反対側の前記支持基板の面に向かって貫通する貫通開口部（２１３）を備え、前記貫通開口部は、前記第１の手段の位置決めを可能にするように構成される、請求項１～８のいずれか一項に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項13】

前記フォトニックデバイス（１００）は、前記レーザ源によって放出されたレーザ放射を光ファイバ又は光ファイバのネットワークに注入するように構成された結合手段を備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項14】

前記結合手段は、前記主面（２００Ａ）に垂直な前記デバイスの結合縁部（２００Ｃ）と称される縁部による結合を可能にするように構成され、有利には、前記結合手段は、前記結合縁部に関連付けられたレンズ（８００）を備える、請求項１３に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項15】

前記結合手段は、前記フォトニック層（３００）内に配置され、前記レーザ源によって放出された前記レーザ放射の前記上面と光ファイバ又は光ファイバのネットワークとによる光結合を可能にするように構成された回折グレーティング（８０３）を備える、請求項１３に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロエレクトロニクス、光学、電気光学及びフォトニクスの分野に関する。本発明は、特に、ケイ素基板に集積された少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族半導体レーザ源が設けられ、放熱手段が設けられたフォトニックデバイスに関し、その構成は、当業者に知られている構成よりも効率的な放熱を可能にする。

【0002】

本発明は、例えばケイ素で作られた支持体上に集積された１つ以上のレーザに電力を供給するとともに、放熱板に向かうレーザの放熱を改善するデバイスを提案する。

【背景技術】

【0003】

本明細書の最後に引用した文献１は、異種レーザデバイス１を開示している。このデバイス１は、図１に示すように、後面１Ｂから前面１Ａまで、特にケイ素製の支持基板２を備え、その主面３上にフォトニック層４が載置されている。

【0004】

特に、フォトニック層４は、誘電体材料の少なくとも１つの層を含み、導波路５と、第２の導波路内に構造化されたＩＩＩ－Ｖ族半導体材料の複数の層から形成されたフォトニックスタック６とが封入されている。より具体的には、フォトニックスタック６及び導波路５は、異種レーザ源を形成するように光学的に結合されている。

【0005】

より具体的には、フォトニック層４は、図１に示されるように、主面３から、それぞれ第１の層７、第２の層８及び第３の層９と称される３つの層のスタックを含む。この点に関して、導波路５は、第１の層７と第２の層８との間に形成された界面と面一に、第１の層７内に配置することができ、一方、フォトニックスタック６は、導波路５と一致して、第２の層８と第３の層９との間に形成された界面と面一に、第３の層９内に配置することができる。

【0006】

更に、図１に示されるデバイス１は、前面１Ａからアクセス可能なコンタクトパッド１０Ａ及び１０Ｂが設けられ、フォトニック層４内、より具体的には第３の層９内に延在する接続ビア１０Ａ及び１０Ｂによってフォトニックスタック６に電気的に接続された相互接続手段も備える。

【0007】

したがって、コンタクトパッドの各々に電圧が印加されるとすぐに、フォトニックスタックはレーザ放射を放出することができる。このレーザ放射は、導波路５及びフォトニックスタック６内で誘導され、デバイス１の構成に応じて、デバイス１内に形成された結合手段を介して光ファイバ又は別のフォトニックデバイスに注入することができる。

【0008】

また、導波路内のレーザ放射の最適な閉じ込めを確実にし、その結果、光損失を制限するために、フォトニック層は、概して、比較的大きな厚さ、例えば、８００ｎｍ程度、又はそれ以上の誘電体層７、９から形成される。

【0009】

しかしながら、動作中、フォトニックスタック６は加熱を受け、これは、制御されない場合、デバイス１の性能、より具体的にはレーザ源の性能に影響を及ぼす可能性がある。この点において、フォトニック層を形成する誘電体層は、放熱に対する障害を構成し、その結果、この加熱を増大させている。

【0010】

本明細書の最後に引用した文献２もまた、異種レーザデバイスを提案している。特に、このレーザデバイスは、（文献２の図９に従って）ケイ素基板を備え、このケイ素基板の一方の面上に、二酸化ケイ素の層、ケイ素の層、及びフォトニックスタックが順に位置している。文献１で提案されているようなフォトニックスタックは、レーザガイドと称される導波路内に構造化されたＩＩＩ－Ｖ族半導体材料の複数の層で形成される。この点において、レーザガイドは、ケイ素層に形成された導波路と結合される。このデバイスはまた、フォトニックスタックによって生成され得る熱を放散するように構成された放熱手段を備える。より具体的には、当該手段は、フォトニックスタックに沿って形成され、フォトニックスタックによって生成された熱をケイ素基板に向かって放散するように構成された多結晶ケイ素のブリッジを備える。

【0011】

本明細書の最後に引用した文献３は、放熱を制御するための別のアーキテクチャを提案している。より具体的には、文献３の図４（ｊ）に示されるように、異種レーザデバイスは、金属で作られ、ケイ素基板をフォトニックスタックのコンタクトパッドと熱的に接続する熱ブリッジを備える。

【0012】

最後に、本明細書の最後に引用された文献４も、フォトニックスタックによって生成された熱を放散するように構成された放熱手段が設けられたフォトニックデバイスを開示している。特に、フォトニックスタックは、レーザガイドと称される導波路内に構造化されたＩＩＩ－Ｖ族半導体材料の複数の層から形成されている。これに関して、レーザガイドは、当該レーザガイドに沿って形成された導波路と結合されている。提案されているアーキテクチャでは、放熱手段は、支持基板の１つの面上にある誘電体層内に封入された金属レベルを備え、フォトニックスタックによって生成された熱を支持基板に向かって放散することを可能にしている。

【0013】

それにもかかわらず、これらの文献で提案されている解決策の効率は限られたままである。

【0014】

したがって、本発明の１つの目的は、従来技術から知られている解決策に対して効率が改善された放熱手段を備えた異種レーザデバイスを提案することである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１４／０３７６８５７号明細書

【非特許文献】

【0016】

【非特許文献1】Ｓ．Ｍｅｎｅｚｏ ｅｔ ａｌ．，「Ｂａｃｋ－Ｓｉｄｅ－Ｏｎ－ＢＯＸ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｌａｓｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｕｌｌｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ」４５ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣＯＣ ２０１９），２０１９，ｐｐ．１－３

【非特許文献2】Ｍ．Ｎ．Ｓｙｓａｋ ｅｔ ａｌ．，「Ｈｙｂｒｉｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｌａｓｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ａ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ」ｉｎ ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．６，ｐｐ． １４９０－１４９８，Ｎｏｖ．－Ｄｅｃ．２０１１

【非特許文献3】Ｃ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，「Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｙｂｒｉｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｒｉｎｇ Ｌａｓｅｒｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ」ｉｎ ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２１，ｎｏ．６，ｐｐ．３８５－３９１，Ｎｏｖ．－Ｄｅｃ．２０１５

【発明の概要】

【0017】

本発明は、フォトニックチップと支持基板とを含むフォトニックデバイスに関し、フォトニックチップは、支持層と、下面と称されるその面によって支持層の主面上に載置されているフォトニック層とを含み、少なくとも１つの誘電体材料を含む当該フォトニック層は、導波路と、互いに光学的に結合されたフォトニックスタックとによって形成された少なくとも１つのレーザ源を封入し、フォトニックスタックはＩＩＩ－Ｖ族半導体材料からなり、フォトニックチップはまた、それぞれ第１及び第２の表面を有する第１及び第２の金属パッドを含み、第１及び第２の表面は、下面の反対側のフォトニック層の上面によってアクセス可能であり、フォトニック層内に延在する接続ビアによってフォトニックスタックに電気的に接続され、第１のパッド及び第２のパッドは、レーザ源によるレーザ放射の放出を制御するために、フォトニックスタック内の電流の循環を可能にするように構成され、フォトニックデバイスは、
－レーザ源によって放出されることができる熱を放散するように構成された第１の放熱手段であって、第１の手段は、熱伝達層と、熱伝達層と熱的に接触する熱伝達要素とを備え、熱伝達層は、第１及び第２の表面のうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重なる電気絶縁材料を備える、第１の放熱手段と、
－第１のパッド及び第２のパッドを、支持基板又は熱伝達層のいずれかの上に配置された第１の端子及び第２の端子と電気的に接続するように構成された接続手段と、を更に備える。

【0018】

一実施形態によれば、熱伝達層は、第１のパッド及び第２のパッドと接触している。

【0019】

一実施形態によれば、熱伝達層は、２０Ｗ／ｍ／Ｋ以上の熱伝導率を有する、熱伝達材料と称される材料で作られ、熱伝達層は、有利には、ポリマー材料、ＡｌＮ又はケイ素から選択される材料のうちの少なくとも１つを含む。

【0020】

一実施形態によれば、導波路は、ケイ素、又は窒化ケイ素、又は窒化ケイ素とケイ素とのハイブリッド形態で作られる。

【0021】

一実施形態によれば、当該フォトニックデバイスは、レーザ源によって放出されることが可能な熱を支持体に放散させるように構成された第２の手段も備え、第２の手段は、主面の方向に導波路から延在する第２のビアを備える。

【0022】

一実施形態によれば、第２の手段はまた、第２のビアと主面との間に挿入されたほぼ平面形状の金属インサートを備え、第２の手段は、金属インサートから主面まで延在する第２の端子ビアを更に備え、追加のインサートが、有利には、主面と第２の端子ビアとの間に挿入される。

【0023】

一実施形態によれば、当該フォトニックデバイスはまた、レーザ源によって放出され得る熱を放散するように構成された第３の手段を備え、第３の手段は、第１のパッド及び第２のパッドからそれぞれ主面の方向に延在する第３のビアを備える。

【0024】

一実施形態によれば、第３の手段はまた、それぞれ第１のインサート及び第２のインサートと称されるほぼ平面形状の２つの金属インサートを備え、第１のインサートは、主面と、第１のパッドから延在する第３のビアとの間に挿入され、第２のインサートは、主面と、第２のパッドから延在する第３のビアとの間に挿入され、第３の手段は、第１のインサートから主面まで延在する少なくとも第３の端子ビアと、第２のインサートから主面まで延在する少なくとも他の第３の端子ビアと、を更に備える。

【0025】

一実施形態によれば、支持面は、当該支持層の主面の反対側の、副面と称される支持層の面に組み付けられる。

【0026】

一実施形態によれば、第１及び第２の表面のうちの一方の熱伝達層による重なりは部分的であり、第１の表面及び第２の表面のそれぞれ第１のセクション及び第２のセクションへの自由なアクセスを残し、第１のワイヤは第１の端子と第１のパッドとを直接接続し、第２のワイヤは第２の端子と第２のパッドとを直接接続し、第１の端子及び第２の端子は支持基板上に配置される。

【0027】

一実施形態によれば、熱伝達層は、上面とは反対側の熱伝達層の接触面によってアクセス可能な、それぞれ第１の二次パッド及び第２の二次パッドと称される２つの二次金属パッドと、第１の二次パッドと第１のパッドとを接続する第１の金属ボールと、第２の二次パッドと第２のパッドとを接続する第２の金属ボールとを備え、第１の端子及び第２の端子は接触面上に配置され、第１の端子及び第１の二次パッドは第１の再配線を介して接続され、第２の端子及び第２の二次パッドは第２の再配線を介して接続される。

【0028】

一実施形態によれば、支持面は、第１及び第２のパッドと第１の端子及び第２の端子とのそれぞれの電気的接続も確実にする金属ボールによって上面によってフォトニック層に組み付けられ、支持基板は、支持面の支持基板を支持面の反対側の支持基板の面に向かって貫通する貫通開口部を備え、当該貫通開口部は、第１の手段の位置決めを可能にするように構成される。

【0029】

一実施形態によれば、当該フォトニックデバイスは、レーザ源によって放出されたレーザ放射を光ファイバの光ファイバ又はネットワークに注入するように構成された結合手段を備える。

【0030】

一実施形態によれば、結合手段は、主面に垂直な当該デバイスの結合縁部と称される縁部による結合を可能にするように構成され、有利には、結合手段は、結合縁部に関連付けられたレンズを備える。

【0031】

一実施形態によれば、結合手段は、フォトニック層内に配置され、レーザ源によって放出されたレーザ放射の上面と光ファイバ又は光ファイバのネットワークとによる光結合を可能にするように構成された回折グレーティングを備える。

【図面の簡単な説明】

【0032】

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照した本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【0033】

【図1】従来技術から知られているＩＩＩ－Ｖ族半導体材料で作られた光源が設けられたフォトニックデバイスの概略図である。

【図2A】本発明の第１の実施形態によるフォトニックデバイスの概略図であり、第１の手段のみが示されており、フォトニックデバイスは、特に、主面に垂直な切断面に沿って示されている。

【図2B】本発明の第１の実施形態によるフォトニックデバイスの概略図であり、第１の、第２の、及び第３の手段が表されており、フォトニックデバイスは、特に、主面に対して垂直な切断面に沿って表されている。

【図3】図１に示される実施形態によるフォトニックデバイスの一例の概略図であり、図３は、明確にするために特に簡略化されており、特にこの例では、フォトニック層は、第１の層、第２の層、及び第３の層のスタックによって形成され、フォトニックデバイスは、特に、主面に垂直な切断面に沿って表されている。

【図4】本発明によるフォトニックデバイスに実装することができるフォトニックスタックの概略図であり、明確にするために、フォトニックスタックは、当該フォトニックデバイスから分離され、主面に垂直な切断面に沿って示されている。

【図5】本発明によるフォトニックデバイスに実装することができる導波路の概略図であり、明確にするために、導波路は、当該フォトニックデバイスから分離されて、主面に垂直な切断面に沿って示されている。

【図6】第２の手段の配置を詳細に示す図１のデバイスの簡略図である。

【図7】第３の手段の配置を詳細に示す図１のデバイスの簡略図である。

【図8】第２の例による結合手段が設けられたフォトニックデバイスの簡略化された概略図であり、フォトニックデバイスは、特に、主面に垂直な切断面に沿って示されている。

【図9】第１の例による結合手段が設けられたフォトニックデバイスの簡略化された図であり、フォトニックデバイスは、特に、主面に垂直な切断面に沿って示されている。

【図10】複数のレーザ源と、全てのレーザ源に共通の第１の手段とを備えたフォトニックデバイスの正面図である。

【図11】本発明によるフォトニックデバイスであって、制御チップを備えるフォトニックデバイスを示す図である。

【図12】本発明の第２の実施形態によるフォトニックデバイスの概略図であり、フォトニックデバイスは、特に、主面に垂直な切断面に沿って示されている。

【図13】本発明の第３の実施形態によるフォトニックデバイスの概略図であり、フォトニックデバイスは、特に、主面に垂直な切断面に沿って表されている。

【発明を実施するための形態】

【0034】

本発明は、フォトニックデバイスに関し、より詳細には、異種レーザ源と、レーザ源によって放出される可能性が高い熱を放散するように構成された放熱手段とが設けられたフォトニックチップを備えるフォトニックデバイスに関する。

【0035】

より具体的には、本発明は、フォトニックチップ及び支持基板を含むフォトニックデバイスに関し、フォトニックチップは、支持層及びフォトニック層を含む。特に、フォトニック層は、その下面によって、支持層の主面上に載置されている。更に、少なくとも１つの誘電体材料を含むフォトニック層は、互いに光学的に結合された導波路及びフォトニックスタックによって形成されたレーザ源を封入する。

【0036】

フォトニックチップはまた、下層の反対側のフォトニック層の上面によってアクセス可能な第１の表面及び第２の表面をそれぞれ有する第１のパッド及び第２のパッドを備える。この点に関して、第１のパッド及び第２のパッドは、フォトニック層内に延在する接続ビアによってフォトニックスタックに電気的に接続される。

【0037】

更に、放熱手段は、レーザ源によって放出され得る熱を放散するように構成された第１の手段を備える。

【0038】

より具体的には、第１の手段は、熱伝達層と、熱伝達層と排他的に接触する熱伝達要素とを備える。熱伝達層は、特に、第１の表面及び第２の表面のそれぞれの第１のセクション及び第２のセクションへの自由なアクセスを残して、第１の表面及び第２の表面の少なくとも一方に部分的に重なる電気絶縁材料を含む。

【0039】

したがって、熱伝達層のこの特定の配置は、接続手段を用いて、第１及び第２のセクションを支持基板の金属トラックと、当該基板の支持面において電気的に接続することを可能にする。

【0040】

放熱手段はまた、レーザ源によって放出され得る熱を放散するように構成された第２の及び第３の手段を備えてもよい。

【0041】

第２の及び第３の手段は、それぞれ、第１のパッド及び第２のパッドの一方及び／又は他方から、それぞれ導波路から主面の方向に延在する第２の及び第３のビアを備える。

【0042】

図２Ａでは、本発明の一実施形態による結合デバイス１００を見ることができる。フォトニックデバイス１００は、後面１００Ｂから前面１００Ａに向かって、支持層２００及びフォトニック層３００を含むフォトニックチップ１０１を含む。フォトニックデバイス１００はまた、それぞれ支持面２１０Ａ及び自由面２１０Ｂと称される２つの平行な面が設けられた支持基板２１０を備える。より具体的には、支持基板２１０は、その支持面２１０Ａ上に、第１の端子２１１及び第２の端子２１２を備える。より具体的には、第１の端子２１１及び第２の端子２１２は、フォトニックデバイス１００の制御及び／又は制御手段との界面を可能にするように構成される。この点において、支持面によってアクセス可能な第１の端子２１１及び第２の端子２１２は、それぞれ第１のビア２１１Ａ及び第２のビア２１２Ａによって支持基板２１０の厚さに応じて延在する。第１のビア２１１Ａ及び第２のビア２１２Ｂは、自由面２１０Ｂを介した電気的接続を可能にするように配置される。例えば、パッド２１１Ｂ及びパッド２１２Ｂは、それぞれ、第１のビア２１１Ｂ及び第２のビア２１２Ｂの延長部において、自由面２１０Ｂ上に配置することができる。

【0043】

支持層２００は、互いに平行な２つの面、それぞれ主面２００Ａ及び副面２００Ｂを含み、フォトニック層３００も、主面２００Ａと平行な２つの面、いわゆるそれぞれ下面３００Ａ及び上面３００Ｂを含む。この点に関して、図２Ａに示すように、フォトニック層３００は、その下面３００Ａによって主面２００Ａ上に載置され、支持層は、その副面２００Ｂによって支持面２１０Ａ上に載置される。

【0044】

支持層２００は、半導体材料、より具体的には単結晶半導体材料を含むことができる。この点において、支持層２００は、有利には、単結晶ケイ素を含むことができる。この材料は、マイクロエレクトロニクス部品及び／又はフォトニック部品の製造ラインに適合することが知られており、高い放熱係数を有し、その利点は、本発明の開示の下で言及される。

【0045】

フォトニック層３００は、誘電体材料の少なくとも１つの層を含み、導波路４００及びフォトニックスタック５００が封入される。より具体的には、フォトニックスタック５００は、半導体材料１１１－Ｖの複数の層を含み、導波路４００と光学的に結合されて、それとともに異種レーザ源を形成する。より具体的には、フォトニックスタック５００は、導波路４００に光学的に結合された第２の導波路内に構造化されたＩＩＩ－Ｖ族半導体材料の複数の層を含むことができる。

【0046】

換言すれば、フォトニックスタック５００によって放出されることが可能なレーザ放射は、導波路４００に結合され、導波路４００によって誘導される。

【0047】

したがって、一例として、図４（図４は、フォトニックデバイスの残りの部分から分離されたフォトニックスタックを表す）に示すように、フォトニックスタック５００は、前面１００Ａから後面１００Ｂまで、上層５０１、１つ以上の量子井戸層５０２、及び下層５０３を含むことができる。特に、上層５０１は、ＰドープＩＩＩ－Ｖ族半導体材料を含むことができ、下層５０３は、ＮドープＩＩＩ－Ｖ族半導体材料を含むことができる。より具体的には、上層５０１及び下層５０３は、それぞれ、ＰドープＩｎＰ及びＮドープＩｎＰを含むことができる。量子井戸層５０２は、１つ以上のＩＩＩ－Ｖ族半導体材料、例えばＩｎＰ系材料を含むことができる。

【0048】

更に、フォトニックスタック５００は、有利には、導波路４００と一致して配置される。導波路４００に関して、図５（図５は、フォトニックデバイスの残りの部分から分離された導波路を表す）に示されるように、それは、第１の面に垂直な切断面に沿ってＴ字形の外形を有するように、中央リブ４０１と、当該中央リブ４０１上に載置されている基部４０２とを備えることができる。この後者の態様の目的は、本発明の範囲をこの幾何学的形状のみに限定することではなく、当業者は、異なるプロファイルを有する導波路を設計することができるであろう。例えば、正方形又は長方形の断面を有するガイドも考慮される。

【0049】

導波路４００を形成する材料は、フォトニック層３００を形成する誘電体材料の屈折率よりも大きい屈折率を有することも理解されたい。

【0050】

フォトニックチップ１０１はまた、第１のパッド６０１及び第２のパッド６０２と称される２つのコンタクトパッドを備える。より具体的には、第１のパッド６０１及び第２のパッド６０２は、それぞれ、フォトニック層３００の上面３００Ｂによってアクセス可能な第１の表面６０１Ａ及び第２の表面６０２Ａを有する。特に、第１のパッド６０１及び第２のパッド６０２は、フォトニック層３００内に延在する接続ビア６０３、６０４によってフォトニックスタック５００に電気的に接続される。

【0051】

一例として、コンタクトパッドは、アルミニウムを含むことができ、３μｍ程度の厚さを有することができる。

【0052】

「上面によってアクセス可能」という用語は、上面に対して面一であるか又は突出している表面（第１の表面及び第２の表面）を有するコンタクトパッドを意味するものと理解される。また、第１の表面及び第２の表面は、主面２００Ａに対して平行であるか、又は少なくとも実質的に平行であることを特定する必要はないことを理解されたい。その結果、第１の表面及び第２の表面は互いに平行である。

【0053】

第１のパッド６０１は、第１のビア６０３と称される接続ビアによってフォトニックスタック５００の上層５０１に接続することができ、第２のパッド６０２は、第２のコンタクトビア６０４と称される別の接続ビアによってフォトニックスタック５００の下層５０３に接続することができる。

【0054】

コンタクトパッド６０１、６０２及び接続ビア６０３、６０４は、導電性材料、より具体的には金属、例えばアルミニウム及び／又は銅を含むことが理解される。

【0055】

コンタクトパッド６０１、６０２及び接続ビア６０３、６０４は、上述したように、フォトニックスタック５００内に電流を循環させることを可能にし、その結果、フォトニックスタック５００によるレーザ放射の放出を可能にする。次いで、放出されたレーザ放射は、導波路４００によって結合され、続いて誘導される。

【0056】

導波路４００及びフォトニックスタック５００によって形成されるレーザ源は、動作中に加熱する可能性が高いことが知られている。この加熱は、レーザ源の動作を変化させ、最終的に性能を低下させる可能性がある。

【0057】

したがって、本発明はまた、レーザ源によって放出され得る熱を放散するように構成された第１の放熱手段７００を実装する（図２Ａ）。

【0058】

有利なことに、本発明はまた、レーザ源によって放出され得る熱を放散するように構成された第２の手段７２０及び第３の放熱手段７４０を実装することができる（図２Ｂ）。

【0059】

この点に関して、第１の手段７００は、熱伝達層７０１及び熱伝達要素７０２を有する。

【0060】

この第１の実施形態によれば、熱伝達層７０１は、第１の表面６０１Ａ及び第２の表面６０２Ａの少なくとも一方と部分的に重なり、第１の表面６０１Ａ及び第２の表面６０２Ａからそれぞれ第１のセクション６０１Ｂ及び第２のセクション６０２Ｂへの自由なアクセスを残す電気絶縁材料を含む。

【0061】

したがって、熱伝達層７０１がコンタクトパッドと接触しているとき、それは、検討中のパッドの第１及び／又は第２の表面に重なり、この被覆は、例えば溶接ワイヤによって、第１のセクション６０１Ｂ及び第２のセクション６０２Ｂにおいて接触が取られることを可能にするように、部分的にすぎないことが理解される。

【0062】

特に、フォトニックデバイス１００は、第１のワイヤ６０５及び第２のワイヤ６０６のそれぞれの接続ワイヤも備える。より具体的には、第１のワイヤ６０５は、第１のセクション６０１Ｂを第１の端子２１１と直接接続し、第２のワイヤ６０６は、第２のセクション６０２Ｂを第２の端子２１２と直接接続する。

【0063】

有利には、熱伝達層は、２０Ｗ／ｍ／Ｋ以上の熱伝導率を有する、熱伝達材料と称される材料で作られ、例えば、１３０Ｗ／ｍ／Ｋに等しい熱伝導率の１５０μｍの厚さの熱伝達が考慮され得る。

【0064】

特に、熱伝達材料は、Ｔ－ｇｌｏｂａｌ（商標）社によってＴｈｅｒｍａｌ Ｔａｐｅという参照名で販売されている誘電体材料を含むことができる。

【0065】

熱伝達材料の選択は、当業者がアクセス可能である。

【0066】

熱伝達材料はまた、１０^１２オーム・ｃｍよりも大きい電気抵抗率を有する。

【0067】

一例として、熱伝達層の厚さは０．１５μｍであってもよい。しかしながら、当業者は、検討中の材料の抵抗率の関数として熱伝達層の厚さを調整することができるであろう。

【0068】

熱伝達要素７０２は、有利には、排他的に熱伝達層７０１と接触している。換言すれば、熱伝達要素７０２は、第１のパッド６０１及び第２のパッド６０２の両方から電気的に絶縁される。

【0069】

熱伝達要素は、金属プレート、熱電冷却プレート、空冷ラジエータ、冷却ダクト（例えば、流体、特に水の循環を可能にするダクト）が設けられたプレートから選択される要素のうちの少なくとも１つを含むことができる。

【0070】

しかしながら、本発明は、これらの要素のみに限定されず、当業者は、好適であり得る任意の他のタイプの冷却要素を実装してもよい。

【0071】

有利には、熱伝達要素７０２は、熱化可能（thermalizable）に構成することができる。

【0072】

「熱化可能」という用語は、所与の温度を課すことができる熱伝達要素を意味すると理解される。

【0073】

図３に示す一例によれば、フォトニック層３００は、主面２００Ａから、第１の層３０１、第２の層３０２、及び第３の層３０３を含む。より具体的には、更にこの例によれば、導波路４００は、第１の層に配置され、第１の層３０１と第２の層３０２との間に形成された第１の界面３０１Ａと称される界面と面一であり、フォトニックスタック５００は、第３の層３０３に配置され、第２の層３０２と第３の層３０３との間に形成された第２の界面３０３Ａと称される界面と面一である。

【0074】

第２の層３０２は任意であることにも留意されたい。

【0075】

したがって、レーザ源が動作中になるとすぐに、レーザ源が放出する熱は、接続ビア６０３、６０４及びコンタクトパッドを通って第１の放熱手段７００、特に放熱板７０２に排出される。電気絶縁材料で作られた熱伝達層を考慮することにより、第１のパッド及び第２のパッドの両方との協働による放熱を考慮することが可能になる。

【0076】

したがって、本発明で考慮される第１の手段は、レーザ源が動作している間にレーザ源の加熱を制限することを可能にする。より具体的には、第１の手段のみの実装中に、本発明者らは、１０℃未満のレーザ源と放熱板との間の温度差を観察することができたが、第１の手段を実装しなければ、２０℃～３０℃の支持基板２００とレーザ源との間の温度差が観察されるであろう。本発明の原理によるレーザ源の加熱の制限及び／又は制御は、当該レーザ源の安定性を改善することを可能にする。

【0077】

図２Ｂに示されるように、フォトニックデバイス１００はまた、レーザ源によって放出され得る熱を支持層２００に放散するように構成された第２の手段７２０を備えてもよい。

【0078】

第２の手段７２０は、導波路４００から主面２００Ａまで延在する第２のビア７２１を備える。より具体的には、第２のビア７２１は、考慮される場合、第１の層３０１内に延在する（図６）。

【0079】

相補的に、第２の手段７２１は、ほぼ平面形状であり、第２のビア７２１と主面２００Ａとの間に挿入された金属インサート７２２を備えることもできる。第２の手段７２０はまた、金属インサート７２２から主面２００Ａに向かって延在する第２の端子ビア７２３を備えることができる。

【0080】

第２の放熱手段を形成する要素の全ては、導電性材料、特に金属、例えば銅を含むことができることが理解される。第２のビア、金属インサート、及び第２の端子ビアが互いに接続されることを特定する必要はないことが理解される。

【0081】

したがって、熱がレーザ源によって放出されるとき、その熱は、第１の手段７００及び第２の手段７２０によって放散される。この点において、第２の手段７２０は、支持層２００内の熱を放散することを可能にする。第１の手段及び第２の手段の実装は、８℃未満のレーザ源と放熱板との間の温度差を観察することを可能にする。第２の手段のみを実装することは、１３℃～１７℃の基板２００とレーザ源との間の温度差を観察することを可能にする。

【0082】

図２Ｂに示されるように、フォトニックデバイス１００はまた、レーザ源によって放出され得る熱を支持層２００に放散するように構成された第２の手段７４０を備える。第３の手段７４０は、それぞれ第１のパッド６０１及び第２のパッド６０２から主面２００Ａ（図７）に向かって延在する第３のビア７４１、７４２を備える。

【0083】

第３の手段７４０はまた、それぞれ第１のインサート７４３及び第２のインサート７４４と称される、ほぼ平面形状の２つの金属インサートを備える。第１のインサート７４３は、第１のパッド６０１から延在する第３のビア７４１と接触しており、主面２００Ａと当該第３のビア７４１との間に介在している。第２のインサート７４４は、第２のパッド６０２から延在する第３のビア７４２と接触しており、主面２００Ａと当該第３のビア７４２との間に挿入されている。

【0084】

有利には、金属インサート７２２、第１のインサート７４３、及び第２のインサート７４４は、単一の金属レベルから形成される。換言すれば、インサートを主面から分離する距離は、インサートの各々について同じである。

【0085】

第３の手段７４０は、第１のインサート７４３から主面２００Ａまで延在する１つ以上の第３の端子ビア７４５と、第２のインサート７４４から主面２００Ａに向かって延在する１つ以上の他の端子ビア７４６とを更に備えることができる。

【0086】

第３の手段７４０を形成する要素の全ては、導電性材料、特に金属、例えば銅を含むことができることが理解される。

【0087】

第１の手段及び第２の手段と組み合わされたこれらの第３の手段７４０は、７℃未満のレーザ源と放熱板との間の温度差を観察することを可能にする。

【0088】

フォトニックデバイス１００はまた、レーザ源によって放出されたレーザ放射を光ファイバ又は光ファイバのアレイに注入するように構成された結合手段を備えることができる。

【0089】

第１の例によれば、結合手段は、主面２００Ａに対して垂直な当該デバイスの結合縁部２００Ｃと称される縁部による結合を可能にするように構成される。この様子を図８に示す。有利には、結合手段は、導波路８０４と、結合縁面２００Ｃに関連付けられたレンズ８００とを備える。したがって、これらの結合手段は、レーザ源によって放出された光放射を外部デバイス、例えば光ファイバアレイ８０１に結合することを可能にする。

【0090】

第２の例によれば、結合手段は、フォトニック層内に配置され、レーザ源によって放出されたレーザ放射の前面と光ファイバ又は光ファイバのネットワークとによる光結合を可能にするように構成された回折グレーティング８０３を備える。この様子を図９に示す。

【0091】

もちろん、本発明は単一のレーザ源に限定されない。この点に関して、当業者は、図１０に示されるように、複数のフォトニックチップ１０１と、第１のパッド６０１及び第２のパッド６０２と接触する熱伝達層とを備えるフォトニックデバイス１００を考慮することができる。この構成によれば、フォトニックチップ１０１の各々の結合ウェハを同一平面上にすることができる。更に、支持面２１０Ａ上に配置された第１の端子２１１及び第２の端子２１２は、結合縁面２００Ｃの反対側のフォトニックチップの面の反対側にある。

【0092】

図１１に示すように、フォトニックデバイス１００はまた、制御チップ４２０及び変調器４５０を備えることができる（後者は特に、フォトニック層内に封入された導波路を備える）。制御チップ４２０は、特に、前面１００Ａによってアクセス可能な２つのコネクタパッド４２１及び４２２上に載置される。金属ボール４２３、４２４は、コネクタパッドと前面との間に介在させることができる。フォトニックデバイス１００は、駆動チップと放熱板７０２とを熱的に結合させる補助放熱層７０３を含むことができる。補助放熱層７０３は、放熱層７０１と同じ材料で形成される。

【0093】

フォトニックデバイス１００はまた、制御チップ４２０及び変調器４５０で発生する可能性のある熱を放散するために、第２の及び第３の放散手段と本質的に同じ特徴を有する他の放熱手段４３０及び４４０を備える。

【0094】

図１２では、第１の実施形態に関連する要素を本質的に取り入れた、本発明の第２の実施形態によるフォトニックデバイス１００を見ることができる。

【0095】

この第２の実施形態によれば、支持面は、金属ボール６０７、６０８によって上面によってフォトニック層に組み付けられ、第１のパッド６０１及び第２のパッド６０２と第１の端子２１１及び第２の端子２１２との電気的接続も確実にする。この第２の実施形態によれば、支持基板２１０は、支持面から自由面まで支持基板を貫通する貫通開口部２１３を備え、当該貫通開口部は、第１の手段７００の位置決めを可能にするように構成される。

【0096】

この第２の実施形態によるフォトニックデバイス１００は、支持層２００の副面２００Ｂがその面上に組み付けられる追加の基板２２０と、レンズ８００と、光ファイバ８０１のネットワークとを備えることもできる。

【0097】

図１３では、第１の実施形態に関連する要素を本質的に取り入れた本発明の第３の実施形態によるフォトニックデバイス１００を見ることができる。

【0098】

この第３の実施形態によれば、熱伝達層７０１は、上面３００Ｂの反対側の熱伝達層７０１の接触面７０１Ａによってアクセス可能な、それぞれ第１の二次パッド７０３及び第２の二次パッド７０４と称される２つの二次金属パッドを備える。

【0099】

例えばＡｕＳｎからなる第１の金属ボール７０５は、第１の二次パッド７０３と第１のパッド６０１とを接続し、第２の金属ボール７０６は、第２の二次パッド７０４と第２のパッド６０２とを接続する。

【0100】

第１の端子２１１及び第２の端子２１２（明確にするために図１３には図示せず）は、それぞれ、再配線を介して第１の二次パッド７０３及び第２の二次パッド７０４に電気的にリンクされる。

【0101】

この第３の実施形態によれば、熱伝達層７０１は、有利には、ケイ素又はＡｌＮを含む。これら２つの材料は、接続手段、再配線の形成に特に適している。

【0102】

したがって、本発明は、動作中にレーザによって放出され得る熱を放散するための効果的な解決策を提案し、したがって安定性を保証する。特に、本発明は、当該レーザ源を接続するための手段と協働する、レーザ源によって生成される可能性が高い熱を放散することを可能にする第１の手段を実装することを提案する。

【0103】

フォトニックデバイスを製造するための方法は、マイクロエレクトロニクスの分野で周知の製造ステップを含むことができる。

【0104】

当然ながら、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、変形実施形態をそれに追加することができる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトニックチップ（１０１）と支持基板（２１０）とを備えるフォトニックデバイス（１００）であって、前記支持基板（２１０）には、支持面（２１０Ａ）が設けられ、前記フォトニックチップ（１０１）は、支持層（２００）と、前記支持層（２００）の主面（２００Ａ）上に下面（３００Ａ）と称されるその面によって載置されているフォトニック層（３００）と、を備え、少なくとも１つの誘電体材料を含む前記フォトニック層（３００）は、互いに光学的に結合された導波路（４００）及びフォトニックスタック（５００）によって形成された少なくとも１つのレーザ源を封入し、前記フォトニックスタックは、ＩＩＩ－Ｖ族半導体材料で作られ、前記フォトニックチップはまた、前記下面（３００Ａ）の反対側の前記フォトニック層（３００）の上面（３００Ｂ）によってアクセス可能であり、前記フォトニック層（３００）内に延在する接続ビア（６０３、６０４）によって前記フォトニックスタック（５００）に電気的に接続された第１の表面（６０１Ａ）及び第２の表面（６０２Ａ）をそれぞれ有する第１の金属パッド（６０１）及び第２の金属パッド（６０２）を備え、前記第１の金属パッド（６０１）及び前記第２の金属パッド（６０２）は、前記レーザ源によるレーザ放射の放出を制御するために前記フォトニックスタック（５００）内の電流の循環を可能にするように構成され、前記フォトニックデバイスは、
－前記レーザ源によって放出されることが可能な熱を放散するように構成された第１の放熱手段（７００）であって、前記第１の放熱手段（７００）は、熱伝達層（７０１）と、前記熱伝達層（７０１）と熱的に接触する熱伝達要素（７０２）と、を備え、前記熱伝達層（７０１）は、前記第１の表面（６０１Ａ）及び第２の表面（６０２Ａ）のうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重なる電気絶縁材料を含む、第１の放熱手段と、
－前記第１の金属パッド（６０１）及び前記第２の金属パッド（６０２）を、前記支持基板（２１０）又は前記熱伝達層（７０１）のいずれかの上に配置された第１の端子（２１１）及び第２の端子（２１２）と電気的に接続するように構成された接続手段と、を更に備える、フォトニックデバイス（１００）。

【請求項2】

前記熱伝達層（７０１）は、前記第１の金属パッド（６０１）及び前記第２の金属パッド（６０２）と接触している、請求項１に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項3】

前記熱伝達層（７０１）は、２０Ｗ／ｍ／Ｋ以上の熱伝導率を有する、熱伝達材料と称される材料で作られ、前記熱伝達層（７０１）は、有利には、ポリマー材料、ＡｌＮ又はケイ素から選択される前記材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項4】

前記導波路（４００）は、ケイ素、又は窒化ケイ素、又は窒化ケイ素とケイ素とのハイブリッド形態で作られる、請求項１又は２に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項5】

前記フォトニックデバイスはまた、前記レーザ源によって放出されることが可能な熱を前記支持層（２００）に放散するように構成された第２の手段（７２０）を備え、前記第２の手段（７２０）は、前記主面（２００Ａ）の方向に、前記導波路（４００）から延在する第２のビア（７２１）を備える、請求項１又は２に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項6】

前記第２の手段（７２０）はまた、前記第２のビア（７２１）と前記主面（２００Ａ）との間に挿入されたほぼ平面形状の金属インサート（７２２）を備え、前記第２の手段は、前記金属インサート（７２２）から前記主面（２００Ａ）に向かって延在する第２の端子ビア（７２３）を更に備え、有利には、前記主面と前記第２の端子ビアとの間に追加のインサートが挿入される、請求項５に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項7】

前記フォトニックデバイスはまた、前記レーザ源によって放出される可能性が高い熱を放散するように構成された第３の手段（７４０）を備え、前記第３の手段（７４０）は、前記主面（２００Ａ）の方向に、前記第１の金属パッド（６０１）及び前記第２の金属パッド（６０２）からそれぞれ延在する第３のビア（７４１、７４２）を備える、請求項１又は２に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項8】

前記第３の手段（７４０）はまた、２つの金属インサート、それぞれほぼ平面形状の第１のインサート（７４３）及び第２のインサート（７４４）を備え、前記第１のインサート（７４３）は、前記主面（２００Ａ）と、前記第１の金属パッド（６０１）から延在する前記第３のビア（７４１）との間に介在し、前記第２のインサート（７４４）は、前記主面（２００Ａ）と、前記第２の金属パッド（６０２）から延在する前記第３のビア（７４２）との間に介在し、前記第３の手段（７４０）は、前記第１のインサート（７４３）から前記主面（２００Ａ）まで延在する少なくとも第３の端子ビア（７４５）と、前記第２のインサート（７４４）から前記主面（２００Ａ）まで延在する少なくとも別の第３の端子ビア（７４６）と、を更に備える、請求項７に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項9】

前記支持面（２１０Ａ）は、前記支持層の前記主面（２００Ａ）の反対側の、副面（２００Ｂ）と称される前記支持層（２００）の面に組み付けられる、請求項１又は２に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項10】

前記第１の表面（６０１Ａ）及び前記第２の表面（６０２Ａ）のうちの一方の前記熱伝達層（７０１）による被覆は、部分的であり、前記第１の表面（６０１Ａ）及び前記第２の表面（６０２Ａ）のそれぞれ第１のセクション（６０１Ｂ）及び第２のセクション（６０２Ｂ）へのアクセスを自由にし、第１のワイヤ（６０５）は、前記第１の端子（２１１）と前記第１の金属パッド（６０１）とを直接接続し、第２のワイヤ（６０６）は、前記第２の端子（２１２）と前記第２の金属パッド（６０２）とを直接接続し、前記第１の端子（２１１）及び前記第２の端子（２１２）は、前記支持基板（２１０）上に配置される、請求項９に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項11】

前記熱伝達層（７０１）は、前記上面（３００Ｂ）の反対側の前記熱伝達層（７０１）の接触面（７０１Ａ）によってアクセス可能な第１の二次パッド（７０３）及び第２の二次パッド（７０４）とそれぞれ称される２つの二次金属パッドと、前記第１の二次パッド（７０３）と前記第１の金属パッド（６０１）とを接続する第１の金属ボール（７０５）と、前記第２の二次パッド（７０４）と前記第２の金属パッド（６０２）とを接続する第２の金属ボール（７０６）と、を備え、前記第１の端子（２１１）及び前記第２の端子（２１２）は、前記接触面（７０１Ａ）上に配置され、前記第１の端子（２１１）及び前記第１の二次パッド（７０３）は、第１の再配線を介して接続され、前記第２の端子（２１２）及び前記第２の二次パッド（７０４）は、第２の再配線を介して接続される、請求項９に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項12】

前記支持面は、前記第１及び第２の金属パッドと前記第１の端子及び前記第２の端子とのそれぞれの電気的接続も確実にする金属ボール（６０７、６０８）によって前記上面によって前記フォトニック層に組み付けられ、前記支持基板は、前記支持面の前記支持基板を前記支持面の反対側の前記支持基板の面に向かって貫通する貫通開口部（２１３）を備え、前記貫通開口部は、前記第１の放熱手段の位置決めを可能にするように構成される、請求項１又は２に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項13】

前記フォトニックデバイス（１００）は、前記レーザ源によって放出されたレーザ放射を光ファイバ又は光ファイバのネットワークに注入するように構成された結合手段を備える、請求項１又は２に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項14】

前記結合手段は、前記主面（２００Ａ）に垂直な前記フォトニックデバイスの結合縁部（２００Ｃ）と称される縁部による結合を可能にするように構成され、有利には、前記結合手段は、前記結合縁部に関連付けられたレンズ（８００）を備える、請求項１３に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【請求項15】

前記結合手段は、前記フォトニック層（３００）内に配置され、前記レーザ源によって放出された前記レーザ放射の前記上面と光ファイバ又は光ファイバのネットワークとによる光結合を可能にするように構成された回折グレーティング（８０３）を備える、請求項１３に記載のフォトニックデバイス（１００）。

【国際調査報告】