在光学装置上的部件隔离.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380036800.2

申请日:

2013.02.28

公开号:

CN104685408A

公开日:

2015.06.03

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

著录事项变更IPC(主分类):G02F 1/035变更事项:申请人变更前:科途嘉光电公司变更后:迈络思科技硅光股份有限公司变更事项:地址变更前:美国加利福尼亚州变更后:美国加利福尼亚州|||实质审查的生效IPC(主分类):G02F 1/035申请日:20130228|||公开

IPC分类号:

G02F1/035

主分类号:

G02F1/035

申请人:

科途嘉光电公司

发明人:

钱伟; 冯大增; J.方; M.阿斯哈里

地址:

美国加利福尼亚州

优先权:

13/506705 2012.05.09 US

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司72001

代理人:

原绍辉; 傅永霄

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内容摘要

该学装置包括在基底上的有源部件。有源部件为光传感器和/或光调制器。有源部件包括有源介质,有源介质包括脊和平板区域。脊从基底向上延伸并且定位于平板区域之间。脊限定在基底上的波导的一部分。一个或多个隔离沟槽各自延伸到有源介质的平板区域并且至少部分地与有源介质的脊间隔开。

权利要求书

权利要求书
1.  一种光学装置,包括:
在基底上的有源部件,其具有选自包括光传感器功能性和光调制器功能性的组中的至少一个功能性,
    所述有源部件包括有源介质,所述有源介质包括平板区域和从所述基底向上延伸的脊,所述有源介质的脊定位于所述有源介质的所述平板区域之间,
    所述有源介质的脊限定位于所述基底上的波导的一部分,所述波导配置成用以引导光信号通过增益介质的脊;以及
隔离沟槽,其延伸到所述有源介质的平板区域内并且与所述有源介质的脊间隔开。

2.  根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述隔离沟槽和所述波导一起限定将所述有源部件的一部分包围着的周边。

3.  根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述周边包围所述有源介质的平板区域的一部分。

4.  根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述隔离沟槽中的一个或多个各自终止于所述波导上的两个不同位置处并且使得所述隔离沟槽和所述波导一起限定将所述有源介质的平板区域的一部分包围着的周边。

5.  根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述一个或多个隔离沟槽延伸穿过所述有源介质。

6.  根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述隔离沟槽中的一个或多个中的第一个终止于所述波导上的两个不同位置处,
所述第一隔离沟槽和所述波导一起限定将所述有源介质的所述平板区域中第一个的一部分包围着的第一周边,
所述隔离沟槽中的一个或多个中的第二个终止于所述波导上的两个不同位置处,以及,
所述第二隔离沟槽和所述波导一起限定将所述有源介质的所述平板区域中第二个的一部分包围着的第二周边。

7.  根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述隔离沟槽和所述波导形成第一周边并且所述第二隔离沟槽和所述波导形成第二周边。

8.  根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第一隔离沟槽和所述第二隔离沟槽延伸穿过所述有源介质。

9.  根据权利要求8所述的装置,其特征在于,其还包括:定位于所述基底上的透光介质,所述透光区域包括脊、平板区域和下层部分,
所述透光介质的脊从所述基底向上延伸并且位于所述透光介质的所述平板区域之间,
所述透光介质的所述下层部分位于所述有源介质与所述基底之间;以及
所述第一隔离沟槽和所述第二隔离沟槽各自延伸穿过所述透光介质的所述下层部分。

10.  根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第一周边和所述第二周边位于所述有源介质的所述脊的相对侧上并且所述第一周边和所述第二周边组合以形成包围所述有源部件的组合周边。

11.  一种方法,其包括:
在装置上执行装置波导蚀刻,所述装置在基底上具有透光介质,所述装置波导蚀刻在所述透光介质中限定装置波导;
在所述装置上执行部件波导蚀刻以便在所述装置上蚀刻有源介质,第二蚀刻在所述装置上限定部件波导的一部分,所述装置波导和所述部件波导对准以便成为共同波导的不同部分,其中,所述装置波导部分与所述部件波导部分交换光信号;以及
在所述装置上形成隔离沟槽,每个隔离沟槽延伸到所述有源介质内并且与所述有源介质的脊间隔开,
    所述一个或多个隔离沟槽由选自所述装置波导蚀刻和所述部件波导蚀刻的一个或多个蚀刻完全或部分地形成。

12.  根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述隔离沟槽和所述波导一起限定将所述有源部件的至少一部分包围着的周边,所述有源部分的至少一部分具有选自包括光传感器功能和光调制器功能的组中的至少一种功能。

13.  根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述隔离沟槽通过所述装置波导蚀刻和所述部件波导蚀刻形成。

14.  根据权利要求11所述的方法,其特征在于,执行所述装置波导蚀刻包括同时蚀刻所述有源介质和所述透光介质并且以比所述透光介质至少两倍更快地蚀刻所述有源介质。

15.  根据权利要求11所述的方法,其特征在于,执行所述装置波导蚀刻包括在所述透光介质的平板区域之间形成所述透光介质的脊,并且执行所述部件波导蚀刻包括在所述有源介质的平板区域之间形成有源介质的脊。

16.  根据权利要求15所述的方法,其特征在于,在所述装置波导蚀刻期间限定所述透光介质的同一掩模在所述部件波导蚀刻期间限定所述有源介质的脊。

17.  根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述周边包围所述有源介质的平板区域的一部分。

18.  根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述隔离沟槽中的一个或多个各自终止于所述波导上的两个不同位置处并且使得所述隔离沟槽与所述波导一起限定将所述有源介质的平板区域之一的一部分包围着的周边。

19.  根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述隔离沟槽中的一个或多个中的第一个终止于所述波导上的两个不同位置处,
所述第一隔离沟槽和所述波导一起限定将所述有源介质的所述平板区域中第一个的一部分包围着的第一周边,
所述隔离沟槽中的一个或多个中的第二个终止于所述波导上的两个不同位置处,以及,
所述第二隔离沟槽和所述波导一起限定将所述有源介质的所述平板区域中第二个的一部分包围着的第二周边,以及
所述第一隔离沟槽和所述第二隔离沟槽延伸穿过所述有源介质。

20.  根据权利要求19所述的方法,其特征在于,其还包括:定位于所述基底上的透光介质,所述透光区域包括脊、平板区域和下层部分,
所述透光介质的脊从所述基底向上延伸并且位于所述透光介质的所述平板区域之间,
所述透光介质的所述下层部分位于所述有源介质与所述基底之间;以及
其中所述第一隔离沟槽和所述第二隔离沟槽各自延伸穿过所述透光介质的所述下层部分。

说明书

说明书在光学装置上的部件隔离
技术领域
本发明涉及光学装置并且更特定而言涉及在光学装置上光学部件的隔离。
背景技术
多种光学装置包括有源部件诸如光传感器或调制器。当电场施加到部件波导上时,这些有源部件通常引导光信号穿过部件波导。部件波导可以部分地由从平板区域(slab region)向上延伸的脊限定。这些部件的性能可能会受到来自平板区域中存在的其它部件的杂散光信号存在的不利影响。作为补充或替代,当来自装置上的其它部件的热能通过该装置行进到该部件时,这些部件可能会受到不利影响。因此,常常需要热、电和/或光学隔离这些部件与同一装置上的其它部件。
发明内容
光学装置包括了在基底上的有源部件。有源部件为光传感器和/或光调制器。有源部件包括有源介质,有源介质包括脊和平板区域。脊从基底向上延伸并且定位于平板区域之间。脊限定了在基底上的波导的一部分。一个或多个隔离沟槽各自延伸到有源介质的平板区域内并且至少部分地与脊间隔开。
本发明公开了一种形成光学装置的方法,光学装置包括充当光传感器和/或调制器的有源部件。该方法包括:在装置上执行装置波导蚀刻,该装置在基底上具有透光介质/光透射介质。装置波导蚀刻在透光介质中限定装置波导。该方法还包括:在该装置上执行部件波导蚀刻。部件波导蚀刻在该装置上限定部件波导。装置波导和部件波导对准以便成为共同波导的不同部分,其中,装置波导部分与部件波导部分交换光信号。该方法还包括:在该装置上形成隔离沟槽使得每个隔离沟槽延伸到有源介质的平板区域内并且至少部分地与脊间隔开。一个或多个隔离沟槽是通过选自装置波导蚀刻和部件波导蚀刻的一个或多个蚀刻而完全地或部分地形成。
在某些情形下,隔离沟槽中的一个或多个和波导一起限定了将有源部件的至少一部分包围着的周边。在一示例中,隔离沟槽中的一个或多个和波导一起限定了将有源介质的至少一部分包围着的周边。
附图说明
图1A至图1G示出了光学装置,光学装置具有有源部件,有源部件被配置成充当调制器和/或光传感器。图1A为装置的透视图。
图1B示出了包括光调制器的图1A所示的光学装置的部分的顶视图。
图1C为沿着标记为C的线所截取的图1B所示装置的截面图。
图1D为沿着标记为D的线所截取的图1B所示光学装置的截面图。
图1E为沿着标记为E的线所截取的图1B所示光学装置的截面图。
图1F为沿着标记为F的线所截取的图1B所示光学装置的截面图。
图1G为沿着标记为G的线所截取的图1B所示光学装置的截面图。
图2为有源部件的替代实施例的一实施例的截面图并且可以表示沿着标记为G的线所截取的图1B中所示装置的截面。
图3为有源部件的替代实施例的一实施例的截面图并且可以表示沿着标记为G的线所截取的图1B中所示的装置的截面。
图4A至图4P示出了用于制造具有隔离沟槽的有源部件的方法。
图5A至图5L示出了其中将补充蚀刻引入到图4A至图4P的方法内以便形成图1B所示的凹部25的方法。
图6A至图6I示出了用于形成隔离沟槽使得壁限定隔离沟槽侧部的方法。
具体实施方式
本发明公开了一种光学装置,所述光学装置包括定位于基底上的共同波导和有源部件。有源部件用作光传感器和/或光调制器。有源部件包括有源介质,有源介质提供具有所希望功能的光传感器和/或光调制器。共同波导引导光信号通过该装置。共同波导的一部分为形成于透光介质中的装置波导。共同波导的另一部分为部件波导,部件波导引导光信号通过有源部件中的有源介质。
该装置包括延伸到有源介质内或延伸通过有源介质的隔离沟槽。在某些情况下,隔离沟槽被布置成使得共同波导和隔离沟槽限定将有源部件的一部分包围着的周边。在某些情况下,隔离沟槽与共同波导一起限定包围有源部件的周边。由于隔离沟槽延伸到有源介质内或者延伸穿过有源介质并且可以围绕有源部件,它们防止或减轻杂散光信号从该装置的其它区域进入到有源部件内。作为补充或作为替代,隔离沟槽防止或减轻杂散热能和/或杂散电能进入到有源部件内。作为补充或作为替代,在某些情形下,有源部件生成所希望的热和/或包括用于生成热的一个或多个加热器。隔离沟槽可以防止或减轻从有源部件生成的热能的损失。作为补充或作为替代,隔离沟槽可以防止或减轻电能从有源部件逸出。
此外,实验结果已表明这些隔离沟槽提供令人吃惊的速度增加和与有源部件相关联的暗电流水平减小。特别地,发明者已发现无隔离沟槽的有源部件的一实施例在1V表现出大约0.9 μΑ的平均暗电流;然而,当隔离沟槽应用于同一实施例时,暗电流在1V降低到低于0.2 μΑ的平均值。不受理论限制,认为速度和暗电流的改进是由于隔离沟槽造成,减小了与有源部件相关联的寄生电容和寄生电流。因此,隔离沟槽不仅提供对外部影响/与外部影响的隔离,而且也提供光学部件性能的显著改进。因此,隔离沟槽的作用不仅仅是隔离有源部件与其它部件。因此,当在装置上不存在其它部件时,隔离沟槽也是可优选的。
通常希望隔离沟槽比装置的许多其它特征更深地延伸到装置内。因此,可能希望使用单独蚀刻来形成隔离沟槽。然而,本发明者已发现了形成所述装置波导的蚀刻和/或形成部件波导的蚀刻也用于形成隔离沟槽的方法。此外,这种方法提供装置波导与部件波导的精确对准。因此,这些隔离沟槽的存在并未向制造过程增加显著的复杂性或成本。
图1A至图1G示出了光学装置,光学装置具有波导,波导包括有源部件。图1A为装置的透视图。图1B为包括有源部件的图1A所示的光学装置的部分的顶视图。图1C为沿着标记为C的线所截取的图1A所示装置的截面图。图1D为沿着标记为D的线所截取的图1A所示光学装置的截面图。图1E为沿着标记为E的线所截取的图1A所示光学装置的截面图。图1F为沿着标记为F的线所截取的图1A所示光学装置的截面图。图1G为沿着标记为G的线所截取的图1A所示光学装置的截面图。
该装置在被称作平面光学装置的光学装置的类别内。这些装置通常包括相对于基板或基底固定的一个或多个波导。光信号沿着波导的传播方向大体上平行于装置的平面。装置平面的示例包括基底的顶侧,基底的底侧,基板的顶侧,和/或基板的底侧。
所图示的装置包括从顶侧12延伸到底侧14的外侧/横向侧10(或边缘)。光信号沿着平面光学装置上的波导的长度的传播方向大体上延伸穿过该装置的外侧10。该装置的顶侧12和底侧14为非外侧。
该装置包括一个或多个波导16,波导16载运光信号到光学构件17和/或从光学构件17载运光信号。能包括于该装置上的光学构件17的示例包括(但不限于)选自包括下列的组中的一个或多个构件:刻面,光信号能通过刻面进和/或出波导;进/出端口,信号能从该装置上方或下方通过进/出端口进和/或出波导;多路复用器,其用于将多个光信号组合到单个波导上;多路分解器/多路分离器(demultiplexer),其用于分离多个光信号使得不同的光信号在不同波导上被接收;光耦合器;光开关;激光器,其充当光信号源;放大器,其用于放大光信号的强度;衰减器,其用于衰减光信号的强度;用于将信号调制到光信号的调制器;用于将光信号转变为电信号的调制器;以及,通路,其提供光学路径用于使光信号从该装置底侧14穿过该装置行进到该装置的顶侧12。此外,该装置可选地包括电部件。例如,该装置可包括电连接件用于向波导施加电位或电流和/或用于控制光学装置上的其它部件。
波导16的一部分包括第一结构,其中波导16的一部分限定于在基底20上定位的透光介质18中。例如,波导16的一部分局部地由从透光介质18的平板区域向上延伸的脊22限定 ,如图1C所示。在某些情形下,平板区域的顶部由部分地延伸到透光介质18内或穿过透光介质18延伸的沟槽24底部而限定。合适透光介质包括(但不限于)硅、聚合物、硅石、SiN、GaAs、InP和LiNbO3。一个或多个包覆层(未示出)可选地定位于透光介质上 18。一个或多个包覆层可用作一种用于波导16和/或该装置的包覆层。当透光介质18为硅时,合适包覆层包括(但不限于)硅、聚合物、硅石、SiN、GaAs、InP和LiNbO3。
凹部25(图1B)延伸到平板区域内使得脊22定位于凹部25之间。凹部25可以仅部分地延伸到透光介质18内(图1D)或者完全穿过透光介质18延伸。如从图1D显然,凹部25可能与脊22间隔开。因此,波导16的一部分包括第二结构,其中,波导16的上部由从平板区域向上延伸的脊22部分地界定,并且波导16的下部由延伸到平板区域内并且与脊22间隔开的凹部25部分地限定。
如在图1E中所示,凹部25能靠近脊22使得脊22的侧部和凹部25的侧部组合到单个表面26内。因此,波导16的一部分包括第三结构,其中波导16部分地由表面26限定。
如在图1B中显然,波导16的一部分包括有源介质27诸如电吸收介质。有源介质27被配置成从具有第三结构的波导16的一部分接收光信号并且将所接收的光信号引导至具有第三结构的波导16的另一部分。
在图1F中,有源介质27的脊22从有源介质27的平板区域向上延伸。因此,波导16的一部分包括用作部件波导23的第四结构。部件波导23由有源介质27的顶侧和外侧而部分地限定。有源介质27的平板区域和有源介质27的脊22都定位于透光介质18的种子部分34上。因此,透光介质18的种子部分34在有源介质27与基底20之间。
如在图1B中显然,存在着介于有源介质27的每个刻面与透光介质18的刻面之间的界面。透光介质18的种子部分34可与包括于波导16中的透光介质连续并且可以在界面下方延伸。因此,当光信号从透光介质18行进到有源介质27内时,光信号的一部分进入透光介质18的种子部分34并且光信号的另一部分进入有源介质27。如上文所描述的那样,有源介质27可在该透光介质18的种子部分上生长。
在有源介质27的刻面与透光介质18的刻面之间的界面可以具有相对于光信号穿过波导16的传播方向不垂直的角度。在某些情形下,该界面相对于基底20基本上垂直但相对于传播方向不垂直。界面的非垂直性减小了背向反射的效果。界面相对于传播方向的合适角度包括(但不限于)在80°与89°之间的角度和在80°与85°之间的角度。
与透光介质18邻近的基底20的部分被配置成从波导16将光信号往回反射到波导16内以便将光信号约束在波导16中。例如,与透光介质18邻近的基底20的部分可以是光绝缘体28,其具有比透光介质18更低的折射率。折射率降低可能造成光信号从透光介质18往回反射到透光介质18内。基底20可包括位于基板29上的光绝缘体28。如将在下文中变得显然的,基板29可被配置成用以传输光信号。例如,基板29可由与透光介质18不同或者与透光介质18相同的透光介质18构成。在一示例中,该装置构造于绝缘硅片(silicon-on-insulator)晶片上。绝缘硅片晶片包括用作透光介质18的硅层。绝缘硅片晶片也包括位于硅基板上的硅石层。硅石层可用作光绝缘体28且硅基板可用作基板29。
光学装置包括有源部件30,诸如调制器和/或光传感器。调制器在光学装置上的位置在图1B中以标记为K的线示出。为了简化图1B,在图1B中并未示出调制器构造的细节。然而,从诸如图1G的其它图示,调制器构造显然。图1G的调制器被构造于波导16的一部分上,波导16的一部分具有根据图1F所构造的第四结构。以虚线示出了在图1G中所示掺杂区域部分的周边以防止它们与介于不同材料之间的界面混淆。以实线示出了不同材料之间的界面。调制器被配置成向有源介质27施加电场便对由调制器所接收的光信号进行相位和/或强度调制。
有源介质27的脊22从有源介质27的平板区域向上延伸。掺杂区域40在有源介质27的平板区域中并且也在有源介质27的脊22中。例如,有源介质27的掺杂区域40定位于有源介质27的脊22的外侧上。在某些情形下,掺杂区域40中每一个延伸直到有源介质27的顶侧,如图1G所示。此外,掺杂区域40远离脊22延伸到有源介质27的平板区域内。从有源介质27的脊22到有源介质介质27的平板区域内的掺杂区域40的过渡可以是连续的和不间断的,如图1G所示。
掺杂区域40中每一个可为N型掺杂区域或P型掺杂区域。例如,N型掺杂区域中每一个可包括N型掺杂剂且P型掺杂区域中每一个可包括P型掺杂剂。在某些情形下,有源介质27包括了为N型掺杂区域的掺杂区域40和为P型掺杂区域的掺杂区域40。在有源介质27中在掺杂区域40之间的分隔导致在调制器30中形成PIN(p型掺杂区域-固有区域-n型掺杂区域)结。
电导体44定位于有源介质27的平板区域上。特别地,电导体44各自接触在有源介质27的平板区域中的掺杂区域40的一部分。因此,掺杂区域40中每一个以一定浓度掺杂以便允许其在电导体44与有源介质27中的掺杂区域40之一之间提供电通信。因此,电能可施加到电导体44以便向有源介质27施加电场。在掺杂区域之间的透光介质18或有源介质的区域可以未掺杂或轻度掺杂,只要掺杂不足以使掺杂材料充当使有源部件电短路的电导体。
具有根据图1G的截面的调制器和/或光传感器可以用于除了图1A至图1F中的配置之外的配置。关于具有根据图1G的截面的调制器的制造、结构和操作的额外细节可以见于在2009年12月15日提交的名称为“Optical Device Having Modulator Employing Horizontal Electrical Field”的美国专利申请号12/653,547中并且该专利以其全文引用的方式并入到本文中。关于具有根据图1G的截面的光传感器的制造、结构和操作的额外细节可以见于在2011年7月21日提交的、名称为“Optical Device Having Light Sensor with Doped Regions”的美国专利申请号61/572,841中,并且也见于在2011年8月10日提交的、名称为“Application of Electrical Field Power to Light-transmitting medium 18”的美国专利申请号13/136,828中,其中的每一个以全文引用的方式并入到本文中。
图2表示有源部件的另一个实施例并且可以表示沿着标记为G的线所截取的图1B中所示的装置的截面。以虚线示出了在图2中所示掺杂区域的部分的周边以防止它们与不同材料之间的界面混淆。以实线示出了不同材料之间的界面。第一掺杂区46和第二掺杂区48组合以形成掺杂区域40中每一个。在某些情形下,第一掺杂区46位于透光介质18中但并不位于有源介质27中,并且第二掺杂区48位于有源介质27中。第一掺杂区46可以接触第二掺杂区48或者可以与第二掺杂区48重叠。在某些情况下,第一掺杂区46和第二掺杂区48重叠并且重叠的至少一部分位于透光介质18中。在其它情形下,第一掺杂区46和第二掺杂区48重叠,但在有源介质27中并不存在任何重叠。
包括于同一掺杂区域40中的第一掺杂区46和第二掺杂区48各自包括相同类型的掺杂剂。例如,在n型掺杂区域40中的第一掺杂区46和第二掺杂区48各自包括n型掺杂剂。包括于同一掺杂区域40中的第一掺杂区46和第二掺杂区48可具有相同的掺杂剂浓度或不同浓度。
尽管图2示出了有源介质27的平板区域,有源介质27的平板区域可能不存在。例如,形成有源介质27的平板区域的蚀刻可能一直蚀刻穿过平板区域。在这些情形下,第一掺杂区46和第二掺杂区48全都形成于透光介质18中。
尽管图2示出了并未向下延伸到光绝缘体28的第一掺杂区46,第一掺杂区46可以向下延伸到光绝缘体28或延伸到光绝缘体28内。
图2的光学装置能使用在集成电路、光电电路和/或光学装置的制造中所采用的制造技术来构造。
图3为有源部件的替代实施例的一实施例的截面图并且可以表示沿着标记为G的线所截取的图1B中所示的装置的截面。以虚线示出了在图3中所示掺杂区域的部分的周边以防止它们与不同材料之间的界面混淆。以实线示出了不同材料之间的界面。
掺杂区域40各自包括延伸到有源介质27的脊22内的一部分和延伸到有源介质27的平板区域内的另一部分。掺杂区域40比延伸到有源介质的脊22内的掺杂区域更远地延伸到有源介质的平板区域内。例如,在有源介质27的平板区域中的每个掺杂区域40的部分比脊22中的部分更厚。减小掺杂区域到脊22内的延伸减小了在掺杂区域与被引导通过脊22的光信号之间的相互作用。因此,掺杂区域到脊22内减小的延伸减小了光学损失。使掺杂区域进一步向平板区域内延伸允许在掺杂区域之间形成的电场更靠近基底20移动。因此,掺杂区域更远地延伸到平板内增加了与电场相互作用的光信号的部分。因此,减轻了与增加平板区域厚度相关联的问题,因为它们可以通过将掺杂区域40更远地延伸到平板区域内而解决。
在脊中掺杂区域40的部分的合适厚度(在图3中标记为TR)包括大于0.01、0.075、0.1或 0.125 μm和/或小于0.175、0.2或0.5 μm的厚度。在有源介质27的平板区域中的掺杂区域40的部分的合适厚度(在图3中标记为Ts)包括大于0.175、0.2、或 0.225 μm和/或小于0.275、0.3、0.325或0.8 μm的厚度。合适厚度比例(在平板区域中的掺杂区域的部分的厚度:在脊中的掺杂区域的部分的厚度之比)包括大于1、1.25或1.5和/或小于2.0、2.5和3的比。
掺杂区域40可以各自是组合第一掺杂区(在图3中未图示)与第二掺杂区(在图3中未图示)的结果。第一掺杂区可以位于有源介质的平板区域中并且第二掺杂区可以位于脊22中和有源介质27的平板区域中。包括于同一掺杂区域40中的第一掺杂区和第二掺杂区各自包括相同类型的掺杂剂。例如,在n型掺杂区域40中的第一掺杂区和第二掺杂区各自包括n型掺杂剂。包括于同一掺杂区域中的第一掺杂区和第二掺杂区可具有相同的掺杂剂浓度或不同浓度。此外,第一掺杂区可以接触第二掺杂区以便形成掺杂区域40或者可以与第二掺杂区48重叠以便形成掺杂区域40。在某些情况下,第一掺杂区和第二掺杂区重叠并且重叠的至少一部分位于有源介质27的平板区域中。
尽管图3示出了并未向下延伸到光绝缘体28的掺杂区域40,掺杂区域40可以向下延伸到光绝缘体28或延伸到光绝缘体28内。
在根据图1A至图1G、图2或图3而构造的调制器的操作期间,电子器件47(图1A)可以用于向电导体44施加电能以便在有源介质27中形成电场。例如,电子器件可以在场源之间形成电压差。可以形成电场,但不生成穿过有源介质27的显著电流。有源介质27可以是其中响应于电场的施加而发生弗朗兹-凯尔迪什(Franz-Keldysh)效应的介质。弗朗兹-凯尔迪什效应是由有源介质27造成的光吸收度和光相位的变化。例如,弗朗兹-凯尔迪什效应允许通过吸收光子将价带内的电子激励到导带内,即使光子的能量低于带隙。为了利用弗朗兹-凯尔迪什效应,有源区域可以具有略微大于待调制的光的光子能量的带隙能量。场的施加经由弗朗兹-凯尔迪什效应降低了吸收边缘并且使得可能进行吸收。一旦施加了场,空穴与电子载波函数重叠并且因此能生成电子-空穴对。因此,有源介质27可以吸收由有源介质27接收的光信号并且增加所述电场增加了由有源介质27所吸收的光量。因此,电子器件能调谐电场以便调谐由有源介质27吸收的光量。因此,电子器件能对电场进行强度调制以便调制光信号。此外,需要利用弗朗兹-凯尔迪什效应的电场通常并不涉及由电场生成自由载流子。
用于调制器中的合适有源介质27包括电吸收介质27,诸如半导体。然而,不同半导体的光吸收特征不同。用于在通信应用中采用的调制器的合适半导体包括Gei-xSix (锗-硅),其中x大于或等于零。在某些情形下,x小于0.05,或0.01。改变所述变量x能使调制最高效的波长范围转移。例如,当x为零时,调制器适合用于1610-1640 nm的范围。增加x的值能将波长范围转移到较低值。例如,约0.005至0.01的x适合于对c带(1530-1565 nm)进行调制。
在图1G、图2或图3中所示的结构也可以用作光传感器。例如,有源介质27可以是光吸收介质,诸如锗。因此,在图1A至图1G、图2或图3中的数字27可以表示光吸收介质。在光传感器的操作期间,相反偏压电场跨越有源介质27两端而施加。当有源介质27吸收光信号时,电流流经该有源介质27。因此,经过光吸收介质的电流指示了光信号的接收。此外,电流量值能指示光信号的功率和/或强度。不同的有源介质27能吸收不同波长且相应地适用于光传感器中,取决于光传感器的功能。适用于检测在通信应用中所用的光信号的光吸收介质包括(但不限于)锗、硅锗、硅锗量子阱、GaAs和InP。锗适合于检测波长在1300 nm至1600 nm范围的光信号。在某些情形下,电子器件可以被配置成将图1G所示的结构作为调制器以及光检测器的操作。
在有源介质27或透光介质18中,N型掺杂区域的合适掺杂剂包括(但不限于)磷和/或砷。P型掺杂区域的合适掺杂剂包括(但不限于)硼。将掺杂区域40掺杂为导电的。在P型掺杂区域中的P型掺杂剂的合适浓度包括(但不限于):大于1×l015 cm-3、1×l017 cm-3 或1×1019 cm-3的浓度,和/或小于1×l017 cm-3,1×1019 cm-3或1×1021 cm-3的浓度。在N型掺杂区域中的N型掺杂剂的合适浓度包括(但不限于):大于1×l015 cm-3,1×l017 cm-3或1×1019 cm-3的浓度,和/或小于1×l017 cm-3,1×1019 cm-3或1×1021cm-3的浓度。
图1G、图2和图3的有源部件能使用在集成电路、光电子电路和/或光学装置的制造中所采用的制造技术来构造。关于具有根据图1G、图2、和/或图3的截面的有源部件的制造、结构和操作的额外细节可以见于在2012年2月1日提交的名称为“Optical Component Having Reduced Dependency on Etch Depth”的美国专利申请号13/385,099和在2012年2月15日提交的名称为“Optical Component Having Reduced Dependency on Etch Depth”的美国专利申请号13/385,372中,其中的每一个以全文引用的方式并入到本文中。
有源部件被构造成具有隔离沟槽49,隔离沟槽49各自延伸到有源介质和/或透光介质18内。在某些情况下,有源部件被构造成具有隔离沟槽49,隔离沟槽49各自延伸穿过有源介质和/或透光介质18。在某些情形下,有源部件被构造成具有隔离沟槽49,隔离沟槽49各自延伸穿过有源介质和透光介质18的下层种子部分。此外,隔离沟槽49中的一个或多个49 和波导16一起限定了将所述有源部件的一部分包围着的周边。多个隔离沟槽可以联结/结合(stitch)在一起以限定周边。例如,周边可以由多个隔离沟槽与波导16组合地限定。在一示例中,隔离沟槽中的一个或多个终止于波导16处使得隔离沟槽49和波导16一起限定有源部件的一部分包围着的周边。在一示例中,隔离沟槽49中的一个或多个终止于波导16处使得隔离沟槽49和波导16一起限定包围有源部件的一部分的周边。在另一示例中,隔离沟槽49中的一个终止于波导16的两个不同区域处使得隔离沟槽49和波导16一起形成了将有源部件的一部分包围着的周边。在上述情况的每一情况下,由周边包围的有源部件的部分可以包括选自包含下列的组中的一个、两个或三个特征:有源介质的平板区域、电导体44、和掺杂区域40的一部分或全部。隔离沟槽49终止于的波导16的部分可以是部件波导23和/或限定于透光介质18中的波导16的部分(装置波导)。
可形成在有源部件上的隔离沟槽49使得不同的周边限定为形成于部件波导23的相反侧上。另外,由不同隔离沟槽49所限定的不同周边可以被组合以限定或形成组合周边。组合周边为通过将各自部分地由隔离沟槽49中的一个或多个而所限定的周边进行组合而得到的最外周边。隔离沟槽49可以形成为使得所述组合周边包围着有源部件。
在图1G、图2和图3的有源部件中示出了隔离沟槽49。在这些有源部件中每一个中的隔离沟槽49各自延伸穿过有源介质和透光介质18二者。例如,每个隔离沟槽49的壁由有源介质和透光介质18儿子限定。图示隔离沟槽49延伸穿过透光介质18的种子部分34。此外,隔离沟槽49向下延伸到基底20。例如,隔离沟槽49的底部由光绝缘体28限定,光绝缘体28用于限定部件波导23和波导16的底部。尽管未图示,隔离沟槽49可以延伸到基底20内。特别地,隔离沟槽49可以延伸到光绝缘体28内或者到基板29内。
图1G、图2和图3的有源部件中的沟槽位置在图1B中示出。每个隔离沟槽49终止于波导16的不同部分处使得每个隔离沟槽49和波导16一起形成了将有源部件的一部分包围着的周边。例如,每个隔离沟槽49 和波导16一起形成了将包括于有源部件中的有源介质的一部分包围着的周边。每个隔离沟槽49 和波导16一起形成了将有源部件的一部分包围着的周边,有源介质的一部分包括有源介质的平板区域。
有源部件各自包括两个隔离沟槽49,隔离沟槽49各自与波导16一起用于形成将有源介质的一部分包围着的周边。因此,两个周边形成于该装置上。当一起考虑时,两个周边限定了组合的周边。例如,组合的周边的最外周边证明为组合的周边。组合的周边包围有源部件。因此,隔离沟槽49和波导16一起形成或限定了包围所述有源部件的周边。
在图1B中的隔离沟槽49被示出为终止于在透光介质18中所限定的波导16的部分处;然而,隔离沟槽49可以额外地或替代地终止于部件波导23处。
图4A至图4P示出了用于制造具有隔离沟槽49的有源部件的方法 。该方法示出使用绝缘硅片晶片或芯片作为光学装置的起始前体。但是,该方法可适用于除了绝缘硅片平台之外的平台。
图4A示出了形成于用来提供装置前体的绝缘硅片晶片或芯片上的第一掩模50。图4A示出了装置前体的截面图。第一掩模50使得装置前体的一区域暴露,其中将要形成有源腔52而同时保护了装置前体的图示部分的其余区域。有源腔52为其中将形成有源介质27的装置前体的区域。然后执行第一蚀刻以便形成有源腔52。第一蚀刻得到图3A的装置前体。执行第一蚀刻使得透光介质18的种子部分34保留在基底20上。因此,在到达基底20之前终止了第一蚀刻。
如在图2的讨论中所提到的那样,有源部件可以在透光介质18的种子部分中包括n型第一掺杂区46和p型第一掺杂区46。图4B示出了这些第一掺杂区46的形成。n型第一掺杂区46和p型第一掺杂区46连续地形成于有源腔52底部处的透光介质18中以提供图4B的装置前体。形成第一掺杂区46的合适方法包括(但不限于)掺杂剂植入。n型第一掺杂区46可以在形成p型第一掺杂区期间被掩膜并且p型第一掺杂区46可以在形成n型第一掺杂区期间被掩膜。如在图4B中由标记为A的箭头所示,在形成第一掺杂区46期间掺杂剂植入的方向可以基本上垂直于在有源腔52底部处的透光介质18的表面。
在某些情形下,在形成第一掺杂区46之后使装置前体退火。合适退火温度包括大于950℃、1000℃或1050℃和/或小于1100℃、1150℃或1200℃的温度。
图4C至图4P并未示出第一掺杂区46,因为在图1G和图3的有源部件中并不存在第一掺杂区46。然而,可以使用图4B的装置前体来执行在图4C至图4P的上下文中所讨论的步骤以便实现根据图2的有源部件。
移除第一掩模50并且有源介质27形成于图4A或图4B的有源腔52中以便提供图4C的装置前体。当透光介质18为硅且有源介质27为锗或锗-硅时,有源吸收介质27可以生长于透光介质18的种子部分34上。
在形成了有源介质27之后,第一掩模50可以被移除并且装置前体可以被平面化。合适平面化方法包括(但不限于)化学机械抛光(CMP)过程。
第二掩模54可以形成于装置前体上,如图所示,在图4D的装置前体上。第二掩模保护着其中波导16的脊22将要形成于装置上的位置,包括部件波导23和装置波导的位置。装置的其余部分保持暴露。
第三掩模56形成于图4D的装置前体上,以便提供图4E至图4G的装置前体。图4E为装置的顶视图。图4F为沿着标记为F的线所截取的图4E中所示装置前体的截面图且图4G为沿着标记为G的线所截取的图4E中所示装置前体的截面图。第三掩模56形成于第二掩模54上。第三掩模56保护有源介质的特定位置,在这个位置,平板区域将要形成于有源介质中;然而,第三掩模56保持其中将形成隔离沟槽49的区域暴露。
波导蚀刻在图4E的装置前体上执行,以便提供图4A至图4J的装置前体。图4I为沿着标记为I的线所截取的图4H中所示装置前体的截面图且图4J为沿着标记为J的线所截取的图4H中所示装置前体的截面图。波导蚀刻形成了在透光介质18中的平板区域。因此,执行波导蚀刻以便蚀刻透光介质18使得平板区域具有所希望的厚度。例如,执行波导蚀刻以便提供如图4J所示具有所希望高度的透光介质18的脊22。可以选择波导蚀刻来比透光介质更快地蚀刻有源介质。因此,如图4I所示,比透光介质18更深地蚀刻了暴露的有源介质。如将从下文变得显然,暴露的有源介质的位置将变成隔离沟槽49的位置。因此,暴露的有源介质用作沟槽前体。
第三掩模56从图4H至图4J的装置前体移除且形成了第四掩模58以便提供图4K至图4M的装置前体。图4L为沿着标记为L的线所截取的图4K中所示装置前体的截面图并且图4M为沿着标记为M的线所截取的图4K中所示装置前体的截面图。第四掩模58保护了透光介质18的平板区域,透光介质18的平板区域已经被蚀刻到所希望的厚度。在第二掩模54继续保护将要形成部件波导23的区域的同时,第四掩模58保持有源介质中将要形成平板区域的位置暴露。第四掩模58和第二掩模54保持沟槽前体暴露。因为掩模与装置前体上的特征不能进行精确对准,第四掩模58的边缘被示出与透光介质18的边缘向后间隔开。因此,紧邻着沟槽前体而定位的透光介质18的区域保持暴露。合适的第四掩模58包括(但不限于)光致抗蚀剂、二氧化硅和氮化硅。
在图4K至图4M的装置前体上执行部件波导蚀刻并且然后移除第二掩模54和第四掩模58以提供图4N至图4P的装置前体。图4O为沿着标记为O的线所截取的图4N中所示装置前体的截面图和图4P为沿着标记为N的线所截取的图4N中所示装置前体的截面图。部件波导蚀刻形成了在有源介质中的平板区域。因此,执行部件波导蚀刻以便提供具有所希望厚度的有源介质的平板区域。例如,执行部件波导蚀刻以便提供如图4O所示具有所希望高度的有源介质的脊22。
此外,暴露的沟槽前体还被蚀刻以便完成隔离沟槽49的形成。隔离沟槽49被示出延伸穿过透光介质18的种子部分向下到基底20,但是可以仅延伸到透光介质18的种子部分或种子部分内,取决于部件波导蚀刻的持续时间。替代地,隔离沟槽49可以部分地延伸到基底20内,取决于部件波导蚀刻的持续时间。
其它蚀刻可以被引入到图4A至图4P的方法内。图5A至图5L示出了其中将补充蚀刻引入到图4A至图4P的方法内以便形成图1B所示的凹部25的方法。
第五掩模60形成于图4H至图4J的装置前体上,以便形成图5A至图5C的装置前体。图5A示出了装置前体的顶视图。图5B为沿着标记为B 的线所截取的图5A中所示装置前体的截面图并且图5C为沿着标记为C的线所截取的图5A所示装置前体的截面图。第五掩模60形成于第二掩模54上,因此沟槽前体和其中将要形成凹部25的区域保持暴露。
此外,第五掩模60与沟槽前体的边缘间隔开。因此,紧邻着沟槽前体的透光介质18的一部分保持暴露。第二掩模54、第三掩模56和第五掩模60保护所述装置前体的其余部分。
凹部蚀刻在图5A至图5C的装置前体上执行以便提供图5D至图5F的装置前体。图5D为装置前体的顶视图。图5E为沿着标记为E的线所截取的图5D中所示装置前体的截面图并且图5F为沿着标记为F的线所截取的图5D中所示装置前体的截面图。由于凹部蚀刻形成了凹部25,执行凹部蚀刻持续一段提供具有所希望深度的凹部25的持续时间。此外,暴露的沟槽前体进一步被蚀刻并且可能完成隔离沟槽49的形成,取决于凹部蚀刻的持续时间和/或有源介质与透光介质18的蚀刻速率的比例。
第五掩模60和第三掩模56从图5D至图5F的装置前体移除并且第四掩模58形成于装置前体上以便形成图5G至图5I的装置前体。图5G为装置前体的顶视图。图5H为沿着标记为H的线所截取的图5G中所示装置前体的截面图和图5I为沿着标记为I的线所截取的图5G中所示装置前体的截面图。第四掩模58保护凹部25和透光介质18的平板区域,透光介质18的平板区域已经被蚀刻到所希望的厚度。在第二掩模54继续保护将要形成部件波导23的区域的同时,第四掩模58使有源介质中将要形成平板区域的位置暴露。第四掩模58和第二掩模54使沟槽前体暴露。因为掩模与装置前体上的特征不能总是精确对准,第四掩模58的边缘被示出与透光介质18的边缘向后间隔开。因此,使紧邻着沟槽前体而定位的透光介质18的区域暴露。合适的第四掩模58包括(但不限于)光致抗蚀剂、二氧化硅和氮化硅。
部件波导蚀刻在图5G至图5I的装置前体上执行以提供图5J至图5L的装置前体。图5J是装置前体的顶视图。图5K为沿着标记为K 的线所截取的图5J中所示装置前体的截面图和图5L为沿着标记为L的线所截取的图5J中所示装置前体的截面图。部件波导蚀刻在有源介质中形成平板区域。因此,执行部件波导蚀刻以便提供具有所希望厚度的有源介质的平板区域。例如,执行部件波导蚀刻以便提供如图5K所示具有所希望高度的有源介质的脊22。此外,暴露的沟槽前体被进一步蚀刻并且如果在凹部蚀刻期间并未蚀刻到所希望的深度,可以通过部件波导蚀刻来蚀刻到所希望的蚀刻。隔离沟槽49被示出延伸穿过透光介质18的种子部分向下到基底20,但是可以仅延伸到透光介质18的种子部分或种子部分内,取决于部件波导23的持续时间。替代地,隔离沟槽49可以部分地延伸到基底20内,取决于部件波导蚀刻的持续时间。
在某些情形下,可能希望由壁来限定隔离沟槽49的外侧。图6A至图6I示出了用于形成隔离沟槽49使得凹部邻近于隔离沟槽49而形成以便形成限定隔离沟槽49侧部的壁的方法。
第五掩模60形成于图4H至图4J的装置前体上,以便形成图6A至图6I的装置前体。图6A为装置前体的顶视图。图6B为沿着标记为B 的线所截取的图6A中所示装置前体的截面图并且图6C为沿着标记为C的线所截取的图6A中所示装置前体的截面图。第五掩模60形成于第二掩模54上,因此沟槽前体和其中将要形成凹部25的区域保持暴露。此外,将要邻近于隔离沟槽49而形成壁凹部的区域也保持暴露。第五掩模60与沟槽前体的边缘间隔开。因此,紧邻着沟槽前体的透光介质18的一部分保持暴露。第二掩模54、第三掩模56和第五掩模60保护装置前体的其余部分。
在图6A至图6C的装置前体上执行凹部蚀刻以便提供图6D至图6F的装置前体。图6D为装置前体的顶视图。图6E为沿着标记为E的线所截取的图6D中所示装置前体的截面图并且图6F为沿着标记为F的线所截取的图6D中所示装置前体的截面图。由于凹部蚀刻形成了凹部,执行凹部蚀刻持续一段提供具有所希望深度的凹部的时间,如图6F所示。凹部蚀刻也在透光介质18中形成壁凹部。因此,壁凹部也形成到如图6E所示的凹部深度。如从图6E显然,凹部蚀刻进一步蚀刻暴露的沟槽前体并且可能完成隔离沟槽49的形成,取决于凹部蚀刻的持续时间和/或有源介质与透光介质18的蚀刻速率的比。
第五掩模60和第三掩模56从图6D至图6F的装置前体移除并且第四掩模58形成于装置前体上。对结果执行部件波导蚀刻以便形成图6G至图6I的装置前体。图6G为装置前体的顶视图。图6H为沿着标记为H的线所截取的图6G中所示装置前体的截面图和图6I为沿着标记为I的线所截取的图6G中所示装置前体的截面图。第四掩模58保护凹部、壁凹部和透光介质18的平板区域,透光介质18的平板区域已经被蚀刻到所希望的厚度。在第二掩模54继续保护将要形成部件波导23的区域的同时,第四掩模58使有源介质中将要形成平板区域的位置暴露。第四掩模58和第二掩模54使沟槽前体暴露。因为掩模与装置前体上的特征不能总是精确对准,第四掩模58的边缘被示出与透光介质18的边缘向后间隔开。因此,紧邻着沟槽前体定位的透光介质18的区域保持暴露。
部件波导蚀刻在有源介质中形成平板区域。因此,执行了部件波导蚀刻以便提供具有所希望厚度的有源介质的平板区域。例如,执行部件波导蚀刻以便提供如图6H所示具有所希望高度的有源介质的脊22。此外,暴露的沟槽前体被进一步蚀刻并且如果在凹部蚀刻期间并未蚀刻到所希望的深度,可以通过部件波导蚀刻来蚀刻到所希望的蚀刻。隔离沟槽49被示出延伸穿过透光介质18的种子部分向下到基底20,但是可以仅延伸到透光介质18的种子部分或种子部分内,取决于部件波导蚀刻的持续时间。替代地,隔离沟槽49可以部分地延伸到基底20内,取决于部件波导蚀刻的持续时间。
图6A至图6I的方法可能比其它方法对过程变化更宽容。壁具有在图6H中标记为t的厚度。在某些情形下,壁厚度小于1、0.5、0.3μm。
如从图5L和图6I显然,凹部蚀刻提供具有图1D中所示的第二结构的装置。图5L、图6I和图1D的波导结构适用于弯曲波导和急剧弯曲的波导。特别地,这个波导结构能减小常常与弯曲波导相关联的光学损失。因此,如在图5A至图6I中所公开的用于紧邻着波导16形成这些凹部的方法也可以用于与有源部件的形成同时地形成邻近于弯曲波导的这些凹部。紧邻于弯曲波导而形成这些凹部可能是上文所示紧邻于波导16形成它们的补充或者作为上文所示紧邻于波导16形成它们的替代。
掺杂区域40可以形成于图4N至图4O的装置前体上,如在图1G、图2、或图3的上下文中所讨论。在形成图1G、图2或图3的上下文中所讨论的区域40之前,能从图5J至图5L或者图6G至图6I的装置前体移除第二掩模54和第四掩模58。在某些情形下,可能希望在形成掺杂区域期间保持第二掩模54和/或第四掩模58就位。因此,掺杂区域可能在移除第二掩模54和/或第四掩模58之前完全或部分地形成。可以使用传统集成电路制造技术,包括沉积和离子植入来形成掺杂区域。关于形成掺杂区域的额外细节可以见于美国专利申请号13/385,099和13/385,372中。
在形成掺杂区域和移除了第二掩模54和第四掩模58之后,可以使用传统集成电路制造技术来形成电导体44。
如从上文的方法显然,隔离沟槽49作为部件波导蚀刻和波导蚀刻二者的结果而得到;然而,隔离沟槽49可以仅作为波导蚀刻的结果而得到。例如,可以选择波导蚀刻为具有足够高的蚀刻速率优先比率(有源介质与透光介质18的比)使得隔离沟槽49在波导蚀刻期间形成为所希望的深度。在这些情形下,可能不需要隔离沟槽49在部件波导蚀刻期间暴露。
图4A至图4P的方法示出了隔离沟槽49终止于部件波导23处;然而,隔离沟槽49可以止于部件波导23和波导16二者处或者仅波导16处,取决于蚀刻的类型、蚀刻速率优先比和持续时间。例如,图5K的隔离沟槽49被示出终止于部件波导23与波导16的界面处。
合适的第一掩模50包括(但不限于)硬式掩模诸如硅石掩模、氮化硅和聚酰亚胺。合适的第二掩模54包括(但不限于)硬式掩模,诸如硅石掩模、氮化硅和聚酰亚胺。合适的第三掩模56包括(但不限于)光致抗蚀剂、硅石和氮化硅。合适的第四掩模58包括(但不限于)光致抗蚀剂、硅石和氮化硅。合适的第五掩模60包括(但不限于)光致抗蚀剂、硅石和氮化硅。
隔离沟槽49的底部的宽度在图3中以WIT标记。在某些情形下,上述实施例中的任何实施例具有隔离沟槽49,隔离沟槽49被构造成使得隔离沟槽49的宽度(WIT)可能大于0.2、0.3或0.4和/或小于0.6、0.7或0.8。
尽管上文的描述使用诸如第一、第二或第三等数字标识符来描述掩模,这些标识符表示不同的掩模但不表示顺序。例如,第四掩模58可以在第五掩模60之前使用。另外,可以用与所描述不同的顺序来执行上文所描述的步骤。例如,可以在波导蚀刻之前执行部件波导蚀刻。这个顺序将会导致第四掩模58放置于装置前体上并且然后在将第三掩模56放置于装置前体上之前被移除。
合适的第一蚀刻包括(但不限于)干式蚀刻。合适的波导蚀刻包括(但不限于)干式蚀刻。合适部件波导蚀刻包括(但不限于)干式蚀刻。合适的凹部蚀刻包括(但不限于)干式蚀刻。在许多情况下,希望波导蚀刻和/或凹部蚀刻来以比透光介质18更快的速度来蚀刻有源介质。波导蚀刻对于有源介质的优先性可以允许所述隔离沟槽49更深地延伸到装置内并且能因此提高由隔离沟槽49所提供的热、电和/或光学隔离的程度。当有源介质包括锗或锗-硅或者由锗或锗-硅组成并且透光介质18包括硅或者由硅组成时,比透光介质18更快地蚀刻有源介质的干式蚀刻的示例包括DR1E(深反应性离子)蚀刻,诸如各向同性等离子体蚀刻,其根据波希法(Bosch process)具有六氟化硫[SF6]与八氟环丁烷[C4F8]交替的钝化层沉积。
尽管上文的讨论公开了在波导16的相对侧上的隔离沟槽49,可能希望在波导16的仅一侧上具有一个或多个隔离沟槽49。因此,在某些情形下,该装置可以包括有源部件,其具有定位于波导16的单个侧上的一个或多个隔离沟槽49并且不具有定位于波导16的相对侧上的隔离沟槽49。当有源部件紧邻于该装置的边缘定位时,这种配置可能是有用的。
作为补充或作为替代,上述隔离沟槽49中的每一个被示出终止于波导16上的两个不同位置处。然而,可能希望隔离沟槽49终止于波导16上的仅一个位置处并且隔离沟槽49的另一端远离波导16定位和/或一个或多个隔离沟槽49被构造成并无终止于波导16处的任何端部。
上文所示的周边由单个连续隔离沟槽与波导相组合而形成。相比而言,隔离沟槽可能与波导一起用以限定该周边。例如,隔离沟槽无需终止于波导处,但当与波导一起考虑时,能提供周边的轮廓。作为另一示例,多个隔离沟槽可以限定周边。例如,上文所图示的隔离沟槽可能分成更小的沟槽,当一起考虑时(联结/结合在一起)限定了与由上文所示的隔离沟槽所形成的相同周边。
尽管上述公开示出填充了气体(诸如空气)、固体和/或液体的隔离沟槽可以定位于隔离沟槽中的一个或多个中或者可以填充隔离沟槽中的一个或多个。例如,包覆材料诸如硅石可能定位于隔离沟槽中的一个或多个上。
鉴于这些教导内容,本发明的其它实施例、组合和修改对于本领域技术人员将显而易见。因此,本发明应仅受到所附权利要求限制,其包括结合上述说明书和附图观察到的所有这样的实施例和修改。

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该学装置包括在基底上的有源部件。有源部件为光传感器和/或光调制器。有源部件包括有源介质,有源介质包括脊和平板区域。脊从基底向上延伸并且定位于平板区域之间。脊限定在基底上的波导的一部分。一个或多个隔离沟槽各自延伸到有源介质的平板区域并且至少部分地与有源介质的脊间隔开。。

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