本发明公开一种三维光电集成结构及其制作方法，所述三维光电集成结构包括：光电子芯片；再布线介质；电子器件；基板，所述再布线介质通过所述焊球固定于所述基板上；光纤，与所述光子器件耦合。通过设置多层介质层，并在多层介质层内设置互连金属线，采用了该成熟的再布线技术，工艺简单，实现输入输出接口的引出，可根据后续集成的需要，灵活的分配输入输出接口，从而实现了层间互连，且避免了采用硅通孔技术，保证了光子芯片的性能，另外，将所述光电子器件设置于所述互连介质和所述基底的同一侧，即使得所述光电子器件使用倒扣互连，不仅提高传输速率，而且提高了散热效果。