1.一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片,其特征在于:所述芯片以晶圆为载体,所述晶圆上设置有发光二极管器件,所述发光二极管器件的出光端依次设置有调节组件及光电探测器,所述调节组件由多波导型定向耦合器及与置于所述多波导型定向耦合器上方,且与所述多波导型定向耦合器垂直相交的聚二甲基硅氧烷微流体通道构成。
2.根据权利要求1所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片,其特征在于:所述多波导型定向耦合器呈对称式梳齿状结构。
3.根据权利要求2所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片,其特征在于:所述晶圆包括硅衬底及所述硅衬底上方由上而下依次设置的p型氮化镓层、ingan/gan多量子阱层、n型氮化镓层、非掺杂氮化镓层、algan缓冲层,所述p型氮化镓层上设置有正电极,所述n型氮化镓层上设置有负电极。
4.根据权利要求3所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片,其特征在于:所述硅衬底背面中心内凹形成中空,且所述中空内蒸镀设有布拉格反射镜,所述布拉格反射镜设置于所述多波导型定向耦合器下方。
5.根据权利要求4所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片,其特征在于:所述多波导型定向耦合器与所述聚二甲基硅氧烷微流体通道热压键合。
6.根据权利要求5所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片,其特征在于:所述发光二极管为微型发光二极管,所述发光二极管的发光区域面积为10*10μm2至100*100μm2。
7.根据权利要求6所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片,其特征在于:所述正电极与所述负电极均为镍/金复合金属电极。
8.根据权利要求1-7中任意一所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
s1、在硅衬底氮化物晶圆的氮化镓外延层上,利用光学光刻技术定义发光二极管的发光区域、光电探测器的探测区域和多波导型定向耦合器结构的图形;
s2、利用三五族材料反应离子刻蚀技术,在晶圆上暴露出用于制备负电极的氮化物层中的n型氮化物材料区域;
s3、利用光学光刻技术定义出发光二极管器件和光电探测器的正、负电极的图形结构,并采用电子束蒸镀技术沉积镍/金复合金属层作为电极材料;
s4、使用有机试剂在超声清洗环境中对蒸镀在光刻胶表面的镍/金复合金属层进行剥离,获得正负电极;
s5、在硅衬底氮化物晶圆的下表面即硅衬底背面进行光学光刻,定义硅衬底层的悬空区域的图形结构,利用深硅刻蚀技术从背面剥离发光二极管发光区域、光电探测区域和多波导型方向耦合器下方的硅衬底;
s6、从硅衬底氮化物晶圆背面蒸镀针对可见光波段具有高反射率的布拉格反射镜;
s7、制备聚二甲基硅氧烷微流体通道,并将其与s6中制成的硅衬底氮化物光电子芯片中的梳齿状多波导型定向耦合器对准,完成热压键合,即得到所需的基于多波导型定向耦合器的集成式芯片。
9.根据权利要求8所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片的制备方法,其特征在于:所述s7中聚二甲基硅氧烷微流体通道的制备方法包括如下步骤:
s71、在玻璃基片上旋涂光刻胶,对其进行高温处理,利用光学光刻技术定义出根据微流道图形结构设计的转印模具结构,经过显影得到的光刻胶模具;所述光刻胶为环氧su-8光刻胶;
s72、配置聚二甲基硅氧烷预聚合物,在浇注成型之前,对聚二甲基硅氧烷预聚合物进行脱气处理,防止聚二甲基硅氧烷固化后有气泡渗入微流道结构;
s73、经过脱气处理的聚二甲基硅氧烷预聚合物浇注在s71制备的光刻胶模具上,并将其转入预热的干燥箱中热处理;
s74、当聚二甲基硅氧烷预聚合物充分聚合后,将转印有微流道图形结构的聚二甲基硅氧烷材料从光刻胶胶模具上剥离形成聚二甲基硅氧烷微流体通道。
10.根据权利要求9所述的一种基于多波导型定向耦合器的集成式芯片的制备方法,其特征在于:所述s72中聚二甲基硅氧烷预聚合物的聚二甲基硅氧烷基质与固化剂的质量比为10:1。