CN100392476C - 热光移相器及其制造方法 - Google Patents

热光移相器及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100392476C
CN100392476C CNB038132680A CN03813268A CN100392476C CN 100392476 C CN100392476 C CN 100392476C CN B038132680 A CNB038132680 A CN B038132680A CN 03813268 A CN03813268 A CN 03813268A CN 100392476 C CN100392476 C CN 100392476C
Authority
CN
China
Prior art keywords
covering
phase shifter
thermo
optical waveguide
optic phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB038132680A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1659469A (zh
Inventor
高桥森生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of CN1659469A publication Critical patent/CN1659469A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100392476C publication Critical patent/CN100392476C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/011—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0147—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on thermo-optic effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/50—Phase-only modulation

Abstract

在本发明的一个方面中，热光移相器包括衬底、热源、直接或间接位于衬底上的包层，在对应于热源的部分中离开衬底和包层形成的光波导包层，以及在桥部分包层内提供的芯层。光波导包层与除了热源对应部分的移相器的部分中的包层连接。光波导包层和芯层形成热源对应部分中的光波导。热源提供在离开热源对应部分中的芯层的光波导的内部或外部，并且产生热以改变光波导中传播的光信号的相位。

Description

热光移相器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种降低电功耗的热光移相器及其制造方法。
背景技术
在光通信领域中，多通道通信由于WDM(波分复用)通信系统而迅速发展。伴随之，需要对应于通道数量的大量光元件，以获得每个通道的功能性控制，例如，每个通道的功率控制为固定功率并控制开关。
为此，高度需求能应用到光开关并允许高密度集成的小型光电路部件。已经应用了单一单元的光开关。已经应用了使用大量的这些光开光并具有多个输入输出端口的矩阵开关。提出了各种技术以实现光开关，如下：即，通过机械地移动输入端口和输出端口而将它们连接起来的方法(例如，日本未决专利申请(JP-A-Heisei 9-5653))，通过旋转可移动镜面以具有预定的角度而将输入端口和输出端口连接起来的方法(例如，日本未决专利申请(JP-P2001-255474A)，以及ElectronicInformation Communication Academy convention proceedings C-3-8(2002)p.140)，使用液晶的方法(例如，日本未决专利申请(JP-A-Showa 62-187826))，通过由在波导的交叉点中产生泡来控制光反射而改变输入端口和输出端口之间的连接的方法，等等。
在这些技术中，使用热光移相器的平面光波电路(PLC)型器件在易于制造和集成方面极为出色，并且具有高级功能和高密度集成的优势的特征，因为其制造工艺是采用半导体电路的制造技术。
通常，热光移相器以下面的方法制造。首先，在衬底上形成由包层和芯层构成的光波导。在此光波导上形成金属膜等，并且其被处理为具有沿光波导的细线形状。当外部地提供电功率到此薄膜上时，由薄膜的电阻产生热以作为光波导的热源。由热源产生的热经过光波导的包层到达芯层。结果，在光波导中被热源加热的部分中的折射率增加，并且基于波导长度和折射率的变化量而使有效波导长度变长，从而输出端的光相位偏移。相位偏移量通过调整提供到热源的电功率而能任意控制。应该注意，当光波导是由石英玻璃制成时，石英玻璃的折射率温度系数(dn/dT)大约为1×10-5(/℃)。
一个光波导在输入端口被分成两个光波导，两个光波导中的至少一个连接到热光移相器，两个光波导在输出端口再次结合。结果，实现了光开关。例如，如果在两个光波导中传播的光分量的相位被相互偏移半个波长，那么在输出端的输出是零。而且，在没有相移的情况下，光象其输入那样被输出。这样，能获得输出的On/Off控制。
但是，当多个热光移相器被提供在多通道的一个光学电路中，如果每个热光移相器消耗大功率，那么整个光学电路的电功耗增加极大。例如，当传导通常用作光通信的波长1550nm的光时，在传统热光移相器中使光的相位偏移半波长需要每个通道大约400mW的电功率。此外，例如，当在每个通道中提供使用上述热光移相器的开关，需要最大40×400mW＝16000mW＝16W的电功率来控制具有40通道的光通信电路。在研究阶段已经报道了具有每个通道大约40mW的电功耗的热光移相器。但是，对于热光部件的高集成的要求，电功消还是一个大问题。
为减小热光移相器的电功耗，提出了将形成光波导的材料变为具有大折射率温度系数的材料的方法。例如，提出了使用聚合物作为波导的方法(例如，日本专利号2,848,144，Y.Hida等人的IEEE Photon.Technol.Lett.(Vol.5(1993)pp.782-784)，以及The Electronic InformationCommunication Academy convention proceedings C-3-10(2002)p.142).
此外，还提出了一种热光移相器，其中在光波导之间提供沟槽以防止热源产生的热传到外面(例如，The Electronic InformationCommunication Academy convention proceedings C-3-61(2001)p.226，The Electronic Information Communication Academy conventionproceedings C-3-64(2002)p.229，Q.Lai等人的IEEE Photon.Technol.Lett.(Vol.10(1998)pp.681-683))。根据这些参考文献，通过提供沟槽能够获得具有更小电功率的理想的温度增加量。
此外，还提出了加厚位于芯层下的包层以防止热源产生的热传到衬底的方法。此外，还公开了一种技术，其中光波导下的衬底的表面被去除以使在硅衬底上形成的热光移相器中具有桥结构，从而防止热源产生的热传到衬底(例如，日本未决专利申请(JP-A-Heisei 1-158413)，日本未决专利申请(JP-A-Heisei 5-34525)，和日本未决专利申请(JP-P2001-222034A))。此外，在A.Sugita等人的论文(Trans.IEICE，Vol.E73(1990)pp.105-109)中公开了一种技术，其中在光波导下的一部分硅衬底被保留以形成将光波导支撑在衬底上的柱。
此外，日本专利号3,152,182公开了下面的技术。也就是，在石英衬底上选择性地形成硅薄膜，并且形成下包层以覆盖此硅薄膜。在下包层上的硅薄膜上形成芯层，并且形成上包层以覆盖芯层。这样，形成了光波导，并且在光波导上形成了热源。然后，形成到达硅薄膜的沟槽以便使光波导在沟槽之间，通过使用沟槽去除硅薄膜。这样，在光波导和石英衬底之间形成了间隙，以减小热光移相器的电功耗。
但是，上述传统技术具有下面的问题。也就是，当光波导是由聚合物形成的，由于聚合物的高吸湿属性使聚合物在热光移相器的制造和工作中吸收水分使聚合物的薄膜质量变坏。由于这个原因，聚合物光波导同石英玻璃形成的光波导相比较具有较大的光传播损耗。而且，难于在聚合物光波导上形成钝化保护膜。因此，聚合物光波导同石英玻璃光波导相比较具有较低的稳定性和差的可靠性。此外，提出了在石英玻璃光波导中部分地掩埋聚合物的方法。但是，该方法引起了各种问题，诸如制造工艺复杂、低重复性、以及在石英玻璃和聚合物的界面中发生的传播损耗增加。
此外，在光波导之间提供沟槽的方法中，可能防止热从在某一光波导上直接提供的热源传导到另一个相邻的光波导。但是，它不能防止热从热源传到衬底。这样，降低电功耗的效果变小。
此外，加厚芯层下的包层的方法中，具有在薄膜生长中在包层中产生的应力产生裂缝的问题。此外，还有由于应力引起衬底弯曲的问题。此外，由于该应力，光波导的光学特性变差。此外，由于淀积时间变长而不适合批量生产。因此，在工艺中难于形成厚包层。
此外，在去除光波导下的硅衬底的表面的技术中，需要例如氟硝酸(fluorinated nitric acid)的强酸作为腐蚀剂以便腐蚀硅衬底。在腐蚀硅衬底中，热源通过被保护层覆盖而被保护。保护层不能经受氟硝酸的腐蚀并且通过腐蚀热源受到破坏。这样，在腐蚀硅衬底的方法中有工艺中的问题。此外，硅衬底的部分去除导致了确保热光移相器的强度的硅衬底自身的强度减弱。结果，元件的机械强度降低。而且，硅衬底的腐蚀导致了光波导的不稳定状态，因为应力对包层的影响的状态改变了。结果，光波导的包层的机械特性和光特性变差。此外，如果如在A.Sugita等人的论文(Trans.IEICE，Vol.E73(1990)pp.105-109)中所述的保留一部分硅衬底作为柱，由于硅具有高热导率而使光波导的绝热效果实际上变差。这样，不能实现减小功耗的原始目的。
此外，在日本专利号3,152,182中公开的技术中，即其中在衬底上选择性地提供硅薄膜，并通过在后续工艺中腐蚀硅薄膜而在衬底和光波导之间形成间隙，其问题在于硅薄膜的腐蚀还很困难。此外，由于下包层被形成以覆盖硅薄膜，所以下包层的上表面变得不平。这样，就有难于在下包层上形成芯层、上包层、以及热源的问题。
结合上面的说明，在日本未决专利申请(JP-A-Heisei 6-148536)中公开了光开关及其制造方法。传统光开关具有可移动部件，其是导电的并且可弹性形变的，以悬臂形状支撑。电极邻近于可移动材料并且用静电力在第一位置和第二位置间驱动。停止部件在第一位置和第二位置的每个位置停止可移动材料。在可移动材料中形成第一光波导。当可移动材料在第一位置时，第二光波导光学地耦合到第一光波导。当可移动材料在第二位置时，第三光波导光学地耦合到第一光波导。
而且，在日本未决专利申请(JP-A-Heisei 11-201984)中公开了半导体机械传感器及其制造方法。传统的半导体机械传感器包括支撑衬底、梁结构、可移动电极和固定电极。梁结构以与支撑衬底电绝缘的状态支撑在支撑衬底上，并且由半导体材料构成以根据机械量位移。可移动电极与梁结构为整体(unitary body)。固定电极以与支撑衬底电绝缘的状态支撑在支撑衬底上，并且由半导体材料构成。根据可移动电极和固定电极间静电电容的变化量以及梁结构的位移来检测作用在梁结构上的机械力。信号输出部分以与支撑衬底电绝缘的方式提供在支撑衬底上。信号输出部分和固定电极部分通过具有空气桥结构的布线膜连接，其由多晶半导体材料构成。
此外，在日本专利号3,204,493中公开了具有相位调节功能的光波导的制造方法。具有相位调节功能的传统光波导包括形成在衬底上的包层，掩埋在包层中的芯层，以及提供在芯层上的以调节光路长度的相位调节热源。在制造具有相位调节功能的光波导的方法中，通过机械工艺去除一部分衬底并且形成去除的区域。具有热导率比衬底低的衬底是通过机械工艺形成的以适合去除的区域。然后，两个衬底结合为一个整体并形成了复合衬底。在复合衬底上形成有包层和芯层构成的光波导。在具有低热导率的衬底上形成相位调节热源。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供热光移相器，其制造工艺简单，光特性、机械强度、稳定性和可靠性好，并且功耗低。
本发明的一个方面中，一种热光移相器，包括：衬底；热源；直接或间接提供在衬底上的包层；在对应于热源的部分中离开衬底和包层形成的桥部分包层；以及在桥部分包层内提供的芯层。桥部分包层在除了热源对应部分之外的一部分移相器中与包层连接，并且桥部分包层和芯层在热源对应部分中形成桥部分光波导。热源提供在离开热源对应部分中的芯层的桥部分光波导的内部或外部，并且产生热以改变桥部分光波导中传播的光信号的相位。
这里，理想的是在桥部分包层和衬底之间的距离等于或大于4μm。
芯层、包层和桥部分包层理想地由包含石英的玻璃材料构成，理想的是芯层的玻璃材料包含锗并且理想的是衬底由包含石英或硅的玻璃材料构成。
而且，理想的是包层通过牺牲层形成在衬底上，并且牺牲层由具有腐蚀速率大于衬底的材料构成。而且，牺牲层理想地由具有比衬底的热导率小的材料构成。而且，理想的是牺牲层由包含磷的玻璃材料构成，并且包层由包含硼和磷的玻璃材料构成。
而且，包层可以直接形成在衬底上。
热源提供在桥部分包层上，并且热源可以提供在离开芯层的桥部分包层中。在这种情况下热源可以提供在桥部分包层中的芯层下。
而且，热光移相器可以进一步包括提供在桥部分光波导和衬底之间的一部分间隔中的支撑部分以支撑桥部分包层。在这种情况下，提供支撑部分的一部分桥部分光波导的宽度比不提供支撑部分的一部分桥部分光波导的宽度宽。文撑部分理想地由热导率小于衬底的材料构成，并且支撑部分理想地由腐蚀速率大于衬底的材料构成。
支撑部分可以由与包层相同的材料构成。支撑部分可以在芯层延伸的方向中连续形成在桥部分光波导的全部长度，或可以形成在芯层延伸的方向中的部分中。
而且，光波导包层在热源对应部分的端部具有比热源对应部分的中心更宽的宽度。
而且，热光移相器可以进一步包括在包层和光波导包层之间的沟槽中提供的加强梁，通过连接包层和光波导包层而使热源对应部分支撑光波导。
在本发明的另一个方面中，通过如下步骤实现的制造热光移相器的方法，包括：在衬底上形成牺牲层，牺牲层具有比衬底大的腐蚀速率；形成下包层以覆盖牺牲层，下包层具有比牺牲层小的腐蚀速率；在下包层上的预定部分中形成芯层；在下包层和芯层上形成上包层；在对应于上包层上的预定部分的部分形成热源；在对应于热源上的两侧的预定部分的部分形成沟槽以穿过上包层和下包层到达牺牲层；以及通过沟槽去除至少一部分牺牲层。
本发明的另一个方面中，制造热光移相器的方法通过下面的步骤实现，包括：在衬底上形成牺牲层，牺牲层具有比衬底大的腐蚀速率；形成第一下包层以覆盖牺牲层，第一下包层具有比牺牲层小的腐蚀速率；在第一下包层上的预定部分中形成热源；在第一下包层上形成第二下包层，下包层具有第一下包层和第二下包层；在对应于第二下包层上的预定部分的部分中形成芯层；在下包层和芯层上形成上包层；在对应于预定部分的部分中的热源的两侧上形成沟槽以穿过上包层和下包层到达牺牲层；以及通过沟槽去除至少一部分牺牲层。
在此，去除可以由去除牺牲层以在下包层和衬底之间形成间隔来使沟槽相互连接，或由去除牺牲层以留下一部分，用来在对应于预定部分的部分中支撑下包层。理想的是去除可以包括通过使用氢氟酸溶液或缓冲氢氟酸溶液去除牺牲层。
理想的是牺牲层的膜厚度等于或大于4μm。而且，形成牺牲层，以及形成下包层或形成第一下包层连续地进行。
而且，形成上包层，形成芯层和形成下包层通过常压化学气相淀积方法或等离子化学气相淀积方法进行。
在本发明中，通过由热源加热光波导能够改变在光波导中传播的光的相位。此时，能够限制热源产生的热通过包层直接传输到衬底，改善光波导和衬底之间的热绝缘。这样，光波导的温度由于小热量而可以有效地增加。而且，施加到光波导上的应力通过用沟槽将包层与衬底分离而降低，并且防止了光特性的变差。此外，由于光波导通过沟槽与周围的包层分离，所以施加到光波导上的应力能够显著降低。由于应力的作用而降低的光特性可以被限制。结果，热光移相器的光特性良好并且大大降低了电功耗。因此，多个热光移相器可以被大规模集成。而且，由于没有采用聚合物，稳定性和可靠性出色并且制造容易。而且，因为没有用例如氟硝酸的强酸腐蚀硅的工艺，所以制造容易。
而且，在本发明中，能够限制由热源产生的热直接通过包层传递到衬底。因此，光波导的温度由于小的热量而能够有效地增加。
而且，牺牲层和包层能够连续地形成并且制造工艺大大简化。结果，能够实现制造成本降低和高产出。应该注意的是通过间断地提供牺牲层，由牺牲层产生的应力能充分地释放并且实现薄膜形成工艺的高可靠性和高重复性。
而且，在上述裂缝部分的一部分间隔中提供支撑部分并且在沟槽中支撑包层到所述衬底。这样，因为施加到光波导上的应力变小，光特性的降低能被避免。而且，能确保光波导的强度并且适合高密度集成。
而且，可以从牺牲层形成支撑部分。这样，可以形成支撑部分而不用通过在中途停止腐蚀牺牲层的腐蚀工艺来提供支撑部分的特殊工艺。或者，支撑部分可以由腐蚀速率小于牺牲层的材料形成。这样，与在中途停止牺牲层的腐蚀来保留支撑部分的情况相比较，支撑部分可以在自对准中形成。制造的控制能力和重复性能够改善并且支撑部分的形状偏离小。而且，通过使用热导率小的材料来制造支撑部分，热光移相器的电功耗可以更加降低。
而且，理想的是牺牲层的热导率小于衬底的材料的热导率。这样，即使假设一部分牺牲层被保留在热源下的区域中，由于牺牲层的热导率小而能够防止热源产生的热传递到衬底。光波导的温度能以小热量有效的增加。结果，每一个热光移相器的电功耗大大降低并且能够大规模集成。
而且，理想的是牺牲层材料由包含磷的玻璃材料构成并且包层由包含硼和磷的玻璃材料构成。这样，足以实现使用BHF溶液在牺牲层和包层之间的腐蚀速率差。包层在牺牲层去除工艺中不会变差，并且可以实现制造工艺的高可靠性和良好的重复性。此外，能够实现在光特性上出色并且具有小的传播损耗的热光移相器。
而且，在芯层的正下方的芯层的延伸方向中的整个长度上连续形成支撑部分。当在强机械振动的环境中使用光波导时，支撑部分作为支撑物，并且能避免诸如光波导的断裂的麻烦。此外，与传统技术中衬底用作上述支撑物的情况相比较，通过使支撑部分的热导率比衬底的小，从热源到衬底的热量散失的路径大大减少。这样，能够降低电功耗。另外，支撑部分可以形成在芯层下芯层的延伸方向中的一部分中。这样，在其上提供热源的光波导与包层分离，以完全释放应力，从而显示光特性变差。而且，通过从衬底侧支撑一部分光波导，可以确保机械强度。此外，由于除了支撑部分之外的部分具有高的热绝缘，能大大降低电功耗并且能够高密度集成热光部件。
而且，理想的是光波导具有用于交叉沟槽和支撑包层的支撑梁。这样，施加到光波导上应力能完全释放并且光波导的强度被改善。这样，可以在强机械振动的环境下使用光波导。应该注意的是，由于支撑梁下的牺牲层被去除，尽管由于提供支撑梁而少量增加电功耗，但是通过支撑梁从光波导传递到衬底的热被限制并且实现了足够的电功耗减小的效果。
而且，理想的是接近芯层的和沟槽中平行芯层的延伸方向的衬底的侧表面弯曲以在芯层的端部从光波导分离。这样，由于不改变制造工艺的情况下，在象桥的光波导的根部中机械上最不牢固的部分能被加强，所以热光移相器的可靠性能够更加改善。
而且，在包层的表面上可以提供热源。这样，能够防止热直接散失到衬底而对光波导的温度增加没有贡献，并且能改善光波导的热效率。而且，热光移相器的制造工艺能够被简化，导致高产量。
另外，热源可以提供在包层中。这样，由于热源不暴露在空气中能够使热源稳定。而且，在制造工艺中热源不会由于腐蚀液体而受到形变并且质量不变，能够以高可靠性制造热光移相器。
而且，理想的是芯层和包层由包含石英的玻璃材料构成。这样，可以实现具有小传播损耗，在光特性和可靠性上出色的热光移相器。而且，理想的是由包含石英或硅的玻璃材料构成衬底。这样，通过使用硅半导体工艺，能形成本发明的热光移相器。热光移相器的制造容易并且能够改善可靠性和重复性。
附图说明
图1A是示出了根据本发明第一实施例的热光移相器的平面图；
图1B是沿图1A所示的线A1-A1′的热光移相器的剖面图；
图2A到2D是热光移相器的剖面图，示出了根据本发明第一实施例的热光移相器的制造方法。
图3A是示出了根据本发明的第二实施例的热光移相器的平面图；
图3B是沿图3A所示的线A2-A2′的热光移相器的剖面图；
图4A到图4D是根据本发明第三实施例的制造方法中热光移相器的剖面图；
图5A是示出了第三实施例中的热光移相器的平面图；
图5B是沿图5A所示的线A3-A3′的热光移相器的剖面图；
图6A是示出了根据本发明第四实施例中的热光移相器的平面图；
图6B是沿图6A所示的线A4-A4′的热光移相器的剖面图；
图7A是示出了根据本发明第五实施例中的热光移相器的平面图；
图7B是沿图7A所示的线A5-A5′的热光移相器的剖面图；
图8A到图8D是根据本发明第五实施例的热光移相器的制造方法中热光移相器的剖面图；
图9A是示出了根据本发明第六实施例中的热光移相器的平面图；
图9B是沿图9A所示的线A6-A6′的热光移相器的剖面图；
图10A示出了根据本发明第七实施例中的热光移相器的平面图；
图10B是沿图10A所示的线A7-A7′的热光移相器的剖面图；
图11A到图11D是本发明第七实施例中热光移相器的制造方法中热光移相器的剖面图；
图12A是示出了根据本发明第八实施例中的热光移相器的平面图；
图12B是沿图12A所示的线A8-A8′的热光移相器的剖面图；
图13A是示出了根据本发明第九实施例中的热光移相器的平面图；
图13B是沿图13A所示的线A9-A9′的热光移相器的剖面图；
图13C是沿图13A所示的线B9-B9′的热光移相器的剖面图；
图14A是示出了根据本发明第十实施例中的热光移相器的平面图；
图14B是沿图14A所示的线A10-A10′的热光移相器的剖面图；
图14C是沿图14A所示的线B10-B10′的热光移相器的剖面图；
图15A是示出了根据本发明第十一实施例中的热光移相器的平面图；
图15B是沿图15A所示的线A11-A11′的热光移相器的剖面图；
图15C是沿图15A所示的线B11-B11′的热光移相器的剖面图；
图16A是示出了根据本发明第十二实施例中的热光移相器的平面图；
图16B是沿图16A所示的线A12-A12′的热光移相器的剖面图；
图16C是沿图16A所示的线B12-B12′的热光移相器的剖面图；
图17A是示出了根据本发明第十三实施例中的热光移相器的平面图；
图17B是沿图17A所示的线A13-A13′的热光移相器的剖面图；
图17C是沿图17A所示的线B13-B13′的热光移相器的剖面图；
图18A到图18D是本发明第十三实施例中的热光移相器的制造方法中热光移相器的剖面图；以及
图19是第十三实施例中热光移相器的制造方法中图18C所示的工艺的平面图。
具体实施方式
此后，将参考附图详细说明本发明的热光移相器。
首先，将说明根据本发明第一实施例的热光移相器。图1A是第一实施例中的热光移相器的平面图并且图1B是沿图1A所示的线A1-A1′的热光移相器的剖面图。图2A到2D是热光移相器的剖面图，示出了根据本发明第一实施例的热光移相器的制造方法。如图1A和1B所示，在第一实施例中的热光移相器例如0.8mm厚的硅衬底1。在衬底上提供了牺牲层2。牺牲层2由例如添加了磷的硅玻璃(PSG)形成，其中磷掺杂到玻璃中。PSG的膜厚度是例如5μm。在牺牲层2上提供包层13。包层13具有在牺牲层2上的下包层3，和在下包层3上的上包层5。下包层3和上包层5由BPSG形成，其中在玻璃中掺杂硼和磷。下包层3和上包层5的膜厚度分别为14μm和15μm。应该注意，衬底1可以由半导体或除了Si的例如石英玻璃的绝缘体构成。此外，牺牲层2并不局限于PSG膜而是可以由其它的材料形成，只要这种材料的腐蚀速率大于衬底1和包层13的腐蚀速率并且能够对衬底1和包层13进行选择性腐蚀。牺牲层2可以由除了半导体或PSG的其它玻璃形成，只要满足上述要求。
在下包层3上提供芯层4以平行于衬底1的表面延伸。提供上包层5以覆盖在芯层4。从芯层4和包围着芯层4的包层13形成光波导14。芯层4优选地以直线形成但可以形成为曲线形状。在与芯层4的纵向垂直的方向中，芯层4的剖面形状例如是5μm高和5.5μm宽的矩形。此外，芯层4由比包层13的折射率大的材料形成，例如，GPSG(添加锗和磷的硅玻璃)。例如，芯层4和包层13的具体折射率差Δ是0.65％。
此外，在光波导14上，也就是，在上包层5的表面上，提供薄膜热源6。薄膜热源6例如由铬形成并且厚度是0.2μm。薄膜热源6在任何一端具有电极部分6a，在电极部分6a之间具有热源部分6b。电极部分6a的形状例如是正方形，热源部分6b的形状例如是4mm长和10μm宽的细线。
此外，在对应于薄膜热源6的包层13的两侧上形成沟槽8，以平行于芯层4的方向延伸。也就是说，形成沟槽8以将光波导14置于其间。在纵向中沟槽8的长度，也就是在延伸方向中的芯层4的长度是例如4mm。沟槽8的宽度，也就是，在芯层4的纵向的垂直方向中的沟槽8的长度是例如250μm，并且沟槽8的深度是例如29μm。沟槽之间的距离，也就是光波导14的脊的宽度例如是25μm。
在光波导14和衬底1之间通过去除牺牲层2形成间隔15。间隔15的高度等于牺牲层2的膜厚度，例如是5μm。结果，光波导14被两个沟槽8和间隔15与除光波导14外的包层13、牺牲层2、以及衬底1分开，并且形成了悬桥光波导。应该注意，牺牲层2形成在除了间隔15的衬底1的整个表面上。此外，可以形成沟槽8以便到达牺牲层2。
接下来，说明在第一实施例中制造热光移相器的方法。首先，如图2A所示，由例如常压化学气相沉积方法(AP-CVD)在具有厚度0.8mm的硅衬底1上形成牺牲层2。牺牲层2的材料对于衬底1和包层13具有足够的选择腐蚀特性。例如，牺牲层2的材料可以是半导体或玻璃等，在本实施例中采用PSG。此外，牺牲层2的厚度例如是5μm。
接下来，通过AP-CVD方法淀积具有石英作为主要成分的玻璃膜例如BPSG膜以具有14μm厚度。这样，形成了下包层3。通过改变掺杂过程中的掺杂元素，通过AP-CVD方法连续淀积能够形成牺牲层2的PSG和下包层3的BPSG。
薄膜4a由具有折射率大于下包层3的折射率的材料形成在下包层3上。薄膜4a由GPSG(添加锗和磷的硅玻璃)形成，其中锗和磷的混合量被调整从而与下包层3的具体的折射率差Δ是例如0.65％。薄膜4a例如由AP-CVD方法形成以具有5.5μm的厚度。
接下来，如图2B所示，通过光刻方法和反应离子刻蚀(RIE)方法进行薄膜4a的图形形成。这样，形成平行于衬底1的表面延伸的芯层4，其在垂直与平行方向的方向中具有矩形截面。芯层4的宽度是例如5.5μm。接着，由AP-CVD方法形成例如是BPSG的上包层5，以覆盖芯层4并具有例如15μm的厚度。这样，形成了掩埋型光波导。
接下来，如图2C所示，例如铬膜的金属膜通过电子束淀积方法直接形成在上包层5的表面上的芯层4上以具有例如0.2μm的厚度。接着，金属膜通过光刻方法和湿法腐蚀方法构图为预定形状。这样，形成了薄膜热源6。
接下来，如图2D所示，形成保护层7以覆盖上包层5和薄膜热源6。通过光刻方法在薄膜热源6的两侧上的保护层7中形成两个开口7a。开口7a之间的距离例如是25μm。接着，使用保护层7作为掩模通过RIE进行腐蚀。对应于薄膜热源6的两侧的包层13和牺牲层2的区域被选择性地去除从而形成深度到达衬底1的沟槽8。
接下来，如图1B所示，保留保护层7以保护薄膜热源6的同时，用缓冲氢氟酸溶液(BHF)通过沟槽8进行牺牲层2的湿法腐蚀。这样，去除了在桥单元光波导14下的牺牲层2。结果，在沟槽8之间，以及衬底1和包层13之间形成间隔15。间隔15的高度等于牺牲层2的膜厚度，且厚5μm。此时，当缓冲氢氟酸溶液(BHF)被用作腐蚀剂时，对作为牺牲层2的材料的PSG的腐蚀速率大约为作为包层13的材料的BPSG的腐蚀速率的6到10倍。而且，作为衬底1的材料的硅几乎不被腐蚀。因此，PSG膜作为牺牲层。这样，制成了本实施例的热光移相器。
接着，将说明在第一实施例中的热光移相器的工作。从外部电源(未示出)将电能提供给薄膜热源6。结果，薄膜热源6产生热而使光波导14的温度增加，从而改变了光波导14的折射率。结果，改变了光波导14的有效长度。这样，从输入端(未示出)输入到光波导14的光的相位在输出端(未示出)改变。
在第一实施例中，光波导14被与除了光波导14的衬底和包层13分离。为此，能够限制从薄膜热源6产生的热被传递或传导到衬底1和包层13，光波导14可以有效地被加热。
应该注意的是在本实施例中，由薄膜热源6产生的热稍微被填充在沟槽8和包层13的纵向上的间隔15中的空气所传导。但是，由于热传导路径的数目少，在该实施例的热光移相器的结构中卡路里的降低极小。因此，光波导14可以有效地被加热。这样，在热光移相器的驱动中电功耗极小。
而且，通过扩大在衬底1和光波导14之间的距离，也就是，间隔15的尺寸，光波导14的热绝缘得到改善。这样，降低了热光移相器的电功耗。通过将间隔15的高度，也就是，牺牲层2的膜厚度，设定到4μm或更大，热光移相器的电功耗能够被降低到20mW或更低，这是传统的最低电功耗40mW的一半。因此，最好将间隔15设定为高4μm或更大。
在该实施例中，当具有波长1550nm的光被用作输入光时，波长的一半的移相器所需的电功率在实际测量中大约是10mW。这是个极小的值，其是传统热光移相器的电功耗的1/40。也就是说，当使用根据本实施例的热光移相器制造具有40个通道的光开关时，光开关能被控制在传统热光移相器方法的光开关的一个通道的电功耗。因此，通过简化电源电路等可以达到外封装的小型化，并且能够进一步使器件小型化和集成化。
在第一实施例中，由于光波导14与衬底1和包层13分离，因此从衬底1和包层13施加的应力小。而且，由于牺牲层2的厚度大约5μm薄，所以从牺牲层2施加到光波导14上的应力小。此外，从衬底1施加到光波导14的应力不改变，与腐蚀无关，从而由于衬底1没有被腐蚀而不会变得不牢固。此外，由于在形成下包层3的时候在衬底1上形成了牺牲层2以覆盖衬底1的整个表面，所示下包层3的表面变得光滑。因此，在此光滑表面上可以形成芯层4。结果，在本实施例的热光移相器中，不仅有优良的光特性，而且依赖应力的极化低，并且机械强度高。此外，由于没有使用聚合物作为材料，所以在本实施例的热光移相器中热耐力高，且稳定性和可靠性高。
已经证实本实施例的热光移相器不比传统热光移相器的任何光学特性差，并且即使在热光移相器被加热到实现对应于波长的三倍的相移量的温度(提供电功率大约为60mW)，也不发生由于热应力导致的破裂且保持了机械强度。
此外，由于在本实施例中不存在硅的腐蚀工艺，所以不需要使用例如氟硝酸的强酸作为腐蚀剂。此外，如上所述，由于在衬底1的整个表面上形成牺牲层2，在下包层3的表面上不形成任何台阶，并且表面是平坦的。此外，能够使用保护层7，其被提供以形成沟槽8，在沟槽8形成之后实际上作为薄膜热源6的覆盖层。结果，在形成沟槽8之后不需要重新形成保护层。此外，由于没有使用聚合物作为热光移相器的材料，所以还不需要对退火进行限制。因此，在本实施例中的热光移相器的制造是简单的。在本实施例中的热光移相器的制造方法与热光移相器的传统制造方法几乎没有差别，不需要引进新的腐蚀设备等。此后，没有引起产量降低的高负载的工艺，能够容易地应用到任何光波导中。
接下来，说明根据本发明第二实施例的热光移相器。图3A是示出了本发明第二实施例中的热光移相器的平面图，以及图3B是沿图3A所示的线A2-A2′的热光移相器的剖面图。在第二实施例中的光波导14、薄膜热源6、以及沟槽8的结构和制造方法与上述第一实施例中的基本相同。因此，省略他们的详细说明。在第一实施例中，在薄膜热源6下面的牺牲层2被腐蚀并完全去除。然而，在第二实施例中，保留一部分牺牲层2以形成柱2a。保留的牺牲层2(柱2a)的宽度可以根据腐蚀时间调整。
当热光移相器收到诸如外部强振动等的机械应力时，在第一实施例中光波导14偶尔可能会断裂，因为在第一实施例中的光波导14的结构与悬桥相似。而且，即使光波导14不损坏，也可能使光波导14弯曲而接触到除了光波导14的衬底1或包层13。在这种情况下，热效率降低，并且电功耗增加。日本未决专利申请(JP-A-Heisei 1-158413)公开了一种中途停止硅衬底腐蚀的方法以支撑光波导14。但是，如果柱如果是由诸如硅的具有高热导率的材料形成，那么产生的问题是电功耗显著地增加。这样，在确保强度和降低电功耗之间存在折中。另一方面，在第二实施例中，牺牲层2由具有低热导率的PSG形成。保留在光波导14正下方的一部分牺牲层2以形成柱2a。结果，与用高热导率的硅形成柱的情况相比较，更多地降低了电功耗。
在第二实施例中的热光移相器的电功耗极大地依赖于要保留的牺牲层2的宽度，即柱2a的宽度。当将1550nm波长的光输入到光波导14中时，实际地测量了完成波长的一半的相移所需要的电功率。结果是，当柱2a的宽度是5μm和10μm时电功耗分别是大约60mW和大约120mW。因此同传统热光移相器相比，足够地降低了电功耗。
应该注意的是在第二实施例中的光波导14需要的电功率是完全与衬底分离的第一实施例中的光波导的电功率的6-12倍。但是，在第二实施例中的热光移相器的机械强度比第一实施例中的热光移相器优越。因此，根据使用目的优选地选用第一实施例和第二实施例中的热光移相器之一。
接下来，说明根据本发明的第三实施例的热光移相器。图4A到图4D是根据本发明第三实施例的制造方法中热光移相器的剖面图。图5A是示出了第三实施例中的热光移相器的平面图，以及图5B是沿图5A所示的线A3-A3′的热光移相器的剖面图。在第一实施例中，在衬底1的整个表面上形成牺牲层2，并且牺牲层2和下包层3顺序地形成。但是，在第三实施例中，牺牲层2仅位于薄膜热源6的正下方的区域中。
在第一实施例中，当在衬底1的整个表面上形成牺牲层2时，取决于牺牲层2的材料产生极大的应力。结果，发生光波导14的光学特性变差和光波导形成中淀积的缺陷。因此，只形成牺牲层2，然后形成图形从而仅保留牺牲层2所必需的一部分形成的层。
首先，如图4A所示，牺牲层2形成在衬底1的整个表面上。通过光刻方法和RIE方法进行牺牲层2的图形形成以进行选择性地去除。此时，由于只在薄膜热源6的正下方保留牺牲层2所以牺牲层2具有细线形状。因此，释放了应力。例如，象第一实施例那样，PSG用作牺牲层2的材料。
接下来，如图4B所示，通过与第一实施例相同的方法在牺牲层2上形成下包层3、芯层4、以及上包层5。接着，如图4C所示，在对应于牺牲层2的区域中的上包层5的表面上形成薄膜热源6。接着，如图4D所示，如第一实施例那样，在上包层5和薄膜热源6上形成保护层7。接着通过使用保护层7作为掩模腐蚀上包层5、下包层3和牺牲层2。然后，在光波导14的两面上形成用于腐蚀的沟槽8。
此后，如图5A和5B所示，通过沟槽8进行牺牲层2的湿法腐蚀(见图4D)以去除牺牲层2。结果，不保留牺牲层2，形成热光移相器，其中下包层3提供在沟槽8的外面的衬底1上。在第三实施例中除了修改之外结构和制造方法与第一实施例基本相同。
在第三实施例中，选择性地腐蚀牺牲层并且增加一个工艺。但是，可以释放牺牲层中产生的应力。因此，可以进一步降低光波导14的极化依赖性，并且更加改善光特性。由于事先进行了牺牲层2的图形形成，可以解决当通过湿法腐蚀去除牺牲层2时的腐蚀变化，可以实现进一步的可靠性和改善产出。
此外，通过形成PSG的牺牲层2，可以使用BHF作为腐蚀剂。因此，无需如上上述日本专利号3,152,182所公开的用硅形成牺牲层和用氟硝酸作为腐蚀剂。因此，在第三实施例中的热光移相器比在专利号3,152,182中公开的热光移相器容易制造。
接下来，说明根据本发明第四实施例的热光移相器。图6A是示出了在第四实施例中的热光移相器的剖面图并且图6B是沿图6A所示的线A4-A4′的热光移相器的剖面图。第四实施例通过结合第二实施例和第三实施例而实现。如图6A和6B所示，牺牲层2(见图4D)和光波导14的制造方法与第三实施例的相同。但是，在第四实施例中，保留一部分牺牲层2以形成柱2a。保留的牺牲层2的宽度在预先知道腐蚀时间时可以通过调整腐蚀时间来控制。形成柱2a的原因已经在第二实施例的说明中描述了，其中尽管降低电功耗的效果变小了但可以改善强度。因此，在高度需要机械强度并且对热光移相器是必不可少的时候，在第四实施例中的热光移相器能够替代在第三实施例中的热光移相器。结果，确保强度和减小低功耗可以平衡。
此后，将说明根据本发明第五实施例的热光移相器。图7A是示出了在第五实施例中的热光移相器的平面图以及图7B是沿图7A所示的线A5-A5′的热光移相器的剖面图。图8A到图8D是根据本发明第五实施例的热光移相器的制造方法中热光移相器的剖面图。尽管在第一实施例中在上包层5的表面上形成薄膜热源6，在第五实施例中在下包层3的内部形成薄膜热源6。也就是说，下包层3包括形成在牺牲层2上的第一下包层9和形成在第一下包层9上的第二下包层10。在第一下包层9上形成薄膜热源6。形成第二下包层10以覆盖薄膜热源6。此外，在第二下包层10和上包层5中提供过孔接触11以提供电功率到薄膜热源6的淀积部分6a。
接下来，说明第五实施例中的热光移相器的制造方法。首先，如图8A所示，在衬底1上形成牺牲层2，那么然后在牺牲层2上形成第一下包层9。接着，在第一下包层9上形成铬膜并且之后对铬膜进行图形形成以形成薄膜热源6。接着，如图8B所示，形成第二下包层10以将薄膜热源6掩埋在下包层3中，为芯层4形成薄膜4a。接着，如图8C所示，薄膜4a被形成图形以形成芯层4并且之后形成上包层5。接着，如图8D所示，形成沟槽8，并腐蚀牺牲层2。形成电极过孔接触11以穿过上包层5和第二下包层10到达薄膜热源6。电极过孔接触11的形成通过光刻方法和RIE方法进行。结果，能够如图7A和7B所示的光移相器。除了上述修改之外，第五实施例中的结构和制造方法与第一实施例中的基本相同。
在第一至第四实施例中，在形成沟槽8(见图2D)中使用保护层7并且在形成沟槽8之后仍然保留它以便用来在腐蚀牺牲层2中保护薄膜热源6。但是，当光波导是由例如半导体的材料构成的时候，要使用强酸对牺牲层进行腐蚀。在这样的情况下，保护膜不能经受强酸。因此，为了保护薄膜热源6免受强酸，在下包层3中提供薄膜热源6。结果，能容易地制造热光移相器并且能改善可靠性。
接下来，说明根据本发明第六实施例的热光移相器。图9A是示出了在第六实施例中的热光移相器的平面图并且图9B是沿图9A所示的线A6-A6′的热光移相器的剖面图。通过结合第二实施例和第五实施例完成第六实施例。也就是说，如图9A和9B所示，在衬底1和光波导14之间的间隔15中提供由PSG形成的柱2a。形成柱2a的方法与第二实施例中的相同。此外，在第六实施例中除了上述修改之外的结构和制造方法与在第五实施例中的基本相同。在第六实施例中，在腐蚀牺牲层中不用保护层就能保护薄膜热源，并且可以保证极大的机械强度。
接下来，说明根据本发明第七实施例的热光移相器。图10A示出了在第七实施例中的热光移相器的平面图并且图10B是沿图10A所示的线A7-A7′的热光移相器的剖面图。图11A到图11D是在本发明第七实施例中热光移相器的制造方法中热光移相器的剖面图。通过结合第三实施例和第五实施例完成第七实施例。在第五实施例中，牺牲层2是形成在衬底1的整个表面上，且顺序形成牺牲层2和下包层3。但是，在第七实施例以及第三实施例中只在薄膜热源6的正下方的区域中提供牺牲层2。也就是说，如图10A和10B所示，在第七实施例中，光波导14的下包层3包括第一下包层9和第二下包层10。在第一下包层9和第二下包层10之间提供薄膜热源6。在第七实施例中除了上述修改之外的结构和制造方法与在第三实施例中的基本相同。
接下来，说明第七实施例中的热光移相器的制造方法。首先，如图11A所示，如第三实施例那样，在衬底1的表面上选择性地形成牺牲层2。接着，如图11B所示，象在第五实施例中那样，在衬底1和牺牲层2上形成第一下包层9、薄膜热源6、第二下包层10以及薄膜4a。接着，如图11C所示，在薄膜4a上进行图形形成以形成芯层4。形成上包层5以覆盖芯层4。接着，如图11D所示，在上包层5上形成保护层7。然后，使用保护层7作为掩模腐蚀上包层5和下包层3。这样，形成沟槽8。接着，如图10A和10B所示，通过沟槽8腐蚀并去除牺牲层2。这样，形成间隔15。形成穿过上包层5和第二下包层10的电极过孔接触11。
如第三实施例中的原因那样，在本实施例中通过释放牺牲层中的应力能够改善热光移相器的光特性和机械强度。此外，如第五实施例中所述的原因，在腐蚀中可以保护薄膜热源6。
接下来，说明根据本发明第八实施例的热光移相器。图12A是示出了在第八实施例中的热光移相器的平面图，并且图12B是沿图12A所示的线A8-A8′的热光移相器的剖面图。如图12A和12B所示，通过结合第四实施例和第五实施例完成第八实施例。换句话说，通过结合第二实施例和第七实施例完成第八实施例。在第八实施例中，保留一部分牺牲层2并在间隔15中形成由PSG构成的柱2a。除了上述修改之外在第八实施例中的结构和制造方法与在第七实施例中的基本相同。在第八实施例中，能够获得光特性和机械特性的改善，并且在腐蚀中薄膜热源6可以被保护。
接下来，说明根据本发明第九实施例的热光移相器。图13A是示出了在第九实施例中的热光移相器的平面图，并且图13B是沿图13A所示的线A9-A9′的热光移相器的剖面图。图13C是沿图13A所示的线B9-B9′的热光移相器的剖面图。如图13A和13B所示，接近芯层4的沟槽8的侧表面8a在接近沟槽8的两端8b时以渐缩的方式弯曲以离开芯层4，其是与第九实施例的热光移相器中芯层4的延伸方向平行的侧面。沟槽8的侧表面8a平行于沟槽8的纵向，即，芯层4的延伸方向。结果，光波导14的桥部分14a的根部分14b比除了根部分14b的一部分桥部分14a厚。而且，在根部分14b的正下方的区域中，腐蚀中保留牺牲层2，在间隔15中形成柱2a。除了上述修改之外在第九实施例中的结构基本上与第一实施例中的相同。
在第一实施例的热光移相器中，机械上最不牢固的部分是光波导14的桥部分14a的根部分14b。在此部分将集中最强机械应力。这样，在第九实施例中，根部分14b以渐缩方式弯曲并被加固。结果，热光移相器的可靠性能更加改善。而且，为制造第九实施例中的热光移相器，只需要改变在第一实施例中用来形成保护层7的图形的光刻掩模图形。因此，能够象第一实施例中那样在自对准中形成热光移相器，除了掩模形状之外二不改变热光移相器的制造工艺。
接下来，说明根据本发明的第十实施例的热光移相器。图14A是第十实施例中的热光移相器的平面图，以及图14B是沿图14A所示的线A10-A10′的热光移相器的剖面图。图14C是沿图14A所示的线B10-B10′的热光移相器的剖面图。如图14A到14B所示，在第十实施例中，在光波导14的桥部分14a的中部上提供加强梁16以支撑光波导14。加强梁16在垂直于芯层4的方向延伸，延伸到将光波导14跨在沟槽8上。除了上述修改之外在第十实施例中的结构基本上与第一实施例中的相同。
在第一实施例中，当光波导14的桥部分14a在纵向上长时，桥部分14a的自由度在桥部分14a的横向，即，在垂直于芯层4方向的方向上变高。在此情况下，能够使光波导14在中部弯曲，从而由于桥部分14a与除了光波导14之外的衬底1或一部分包层13接触而传播损耗增加，或热绝缘性被破坏。
另一方面，在第十实施例中，桥部分14a的水平方向中的桥部分14a的自由度通过提供加强梁16而受到限制。结果，即使当光波导14受到外力时，也能防止桥部分14a在水平方向弯曲，从而改善了热光移相器的可靠性。通过采用这种结构，热绝缘破坏小。但是，当加强梁16由足够低热导率的材料构成时，由于到衬底1的导热路径长而不会形成大量热的导热路径。为制造第十实施例中的热光移相器，改变在第一实施例中用来形成保护层7的图形的光刻掩模图形就足够了。因此，象第一实施例中那样，可以在自对准中形成热光移相器，而除了掩模形状之外不改变热光移相器的制造工艺。应该注意，加强梁16的数目并不局限于在每侧中有一个，而是在每侧中可以提供多个加强梁16。
接下来，说明根据本发明第十一实施例的热光移相器。图15A是第十一实施例中的热光移相器的平面图，并且图15B是沿图15A所示的线A11-A11′的热光移相器的剖面图。图15C是沿图15A所示的线B11-B11′的热光移相器的剖面图。如图15A到15B所示，在第十一实施例中，在光波导14的纵向中，在桥部分14的中央部分的下面的间隔15中提供柱2a。柱2a由与牺牲层2(见图1D)相同的材料构成，也就是，由PSG构成。柱2a位于衬底1上，并且将光波导14支撑在衬底1上以在垂直方向中限制桥部分14a的自由度。应该注意的是对应于柱2a的桥部分14a的部分14c具有比其它部分大的宽度。
在第一实施例中，当桥部分14a在光波导14的纵向上长的时候，桥部分14a的自由度在水平方向中变大。因此，光波导14有可能在中部弯曲，以通过接触衬底1而增加传播损耗或破坏热绝缘。
为此，在第十一实施例中，通过在桥部分14a的合适的部分提供柱而避免上述现象。通过采用这样的结构，热绝缘可以被破坏。但是，当柱的尺寸在长度和宽度上是10μm时，导热足够低，并且柱并不具有大量的热的导热路径的功能，因为柱是由PSG形成的，其热导率低于衬底。因此，为制造第十一实施例中的热光移相器，改变用来形成保护层7的图形的光刻掩模图形就足够了，从而象第九和第十实施例那样，形成了比其它部分宽的光波导14的部分14c。结果，在牺牲层2的腐蚀中，在部分14c下保留牺牲层2以形成柱2a。这样，象第一实施例那样，能够在自对准中形成热光移相器，而除了掩模形状之外不改变热光移相器的制造工艺。应该注意的时，柱2a的数目并不局限于一个，而可以是多个。
接下来，说明根据本发明第十二实施例的热光移相器。图16A是示出了根据本发明第十二实施例中的热光移相器的平面图，并且图16B是沿图16A所示的线A12-A12′的热光移相器的剖面图。图16C是沿图16A所示的线B12-B12′的热光移相器的剖面图。如图16A到16C所示，通过组合第十实施例和第十一实施例来完成第十二实施例。在第十二实施例中，在桥部分14a的中部提供梁16和柱2a。除了上述修改之外第十二实施例的结构和制造方法与第一实施例中的基本相同。
当热光移相器用在第九、第十、以及第十一实施例所示的热光移相器的结构中而强度变弱的情况下时，通过采用第十二实施例中的结构能限制桥部分14a在水平方向和在垂直方向中的自由度。这样，尽管电功耗在某程度上增加了但确保了强度。为采用此结构，只改变用在进行沟槽腐蚀时的光刻掩模图形就足够了，并且可以以自对准制造光波导而不改变制造工艺。
接下来，说明根据本发明第十三实施例的热光移相器。图17A是第十三实施例中的热光移相器的平面图，并且图17B是沿图17A所示的线A13-A13′的热光移相器的剖面图。图17C是沿图17A所示的线B13-B13′的热光移相器的剖面图。图18A到图18D是本发明第十三实施例中的热光移相器的制造方法中热光移相器的剖面图。图19是第十三实施例中热光移相器的制造方法中图18C所示的工艺的平面图。
如图17A到17D所示，在第十三实施例中，在热光移相器中的间隔15的一部分中形成柱12。柱12是由比牺牲层2(见图1D)小的腐蚀速率的材料构成。例如，当牺牲层2是由PSG形成时，柱12是由BPSG形成。柱12位于桥部分14a的纵向中的桥14a的一部分中，以支持桥14a在衬底1上。柱12在纵向上限制了桥14a的自由度。
接下来，将说明第十三实施例中的热光移相器的制造方法。首先，如图18A所示，例如，在衬底1上形成PSG构成牺牲层2。通过光刻方法和RIE方法去除一部分牺牲层2，并在去除部分中掩埋BPSG以形成柱12。接着，如图18B所示，通过与第一实施例中相同的方法形成下包层3和薄膜4a。接着，如图18C和19所示，薄膜4a被形成图形以形成芯层4，并且形成上包层5。接着，如图18D所示，在上包层5上形成薄膜热源6。然后，如图17A到17C所示，形成两个沟槽8以将光波导14置于二者其间。腐蚀并去除在光波导14下的牺牲层2，从而形成间隔15。此时，保留BPSG的柱12而不腐蚀。除了上述修改之外第十三实施例中的结构和制造方法与第一实施例中的相同。
在如上所述的第十一实施例中，通过在合适的时间停止牺牲层的腐蚀而形成柱。但是，在第十三实施例中，在牺牲层的腐蚀中未被腐蚀的材料的牺牲层的一部分中形成柱。结果，即使当牺牲层的腐蚀速率极快而难于在中途停止腐蚀时，也能在自对准中形成柱。这样，能改善制造工艺中的可靠性和重复性。
在上述的每个实施例中，光波导被说明为掩埋型波导。但是，在本发明的热光移相器中的波导的结构并不局限于此类型，并且本发明的效果在例如脊型波导中也能充分达到。
此外，薄膜热源的形状并不局限于直线形状。它可以是多个直线形状组合的形状或可以是曲线。如果薄膜热源能加热光波导的芯层直到期望的温度并且能产生足以引起折射率改变的热，那么可以采用任何形状。此外，当提供柱时在光波导中的桥部分的宽度可以比当不提供柱时在光波导中的桥部分的宽度更窄。
而且，在热光移相器的制造中，氢氟酸溶液或缓冲氢氟酸溶液能用在牺牲层的腐蚀中，并且常压化学气相淀积或等离子化学汽相可以用于牺牲层，这对本领域技术人员来说是明显地。此外，提供柱的光波导中的一部分桥部分的宽度可以比不提供柱的光波导中的一部分桥部分的宽度宽，这对本领域技术人员来说是明显地。
如上所述，根据本发明的热光移相器，从衬底上的芯层和包层形成光波导。通过在衬底和光波导之间提供4μm或更大的间隔来改善对于光波导的衬底的热绝缘。而且，光特性、强度、稳定性和可靠性出色，并且电功耗小。此外，通过使用通常用于大规模电子集成电路的制造方法能够容易地制造热光移相器。因此，本发明对于达到光电路小型化、高功能性以及高密度极为有用。

Claims (30)

1.一种热光移相器，包含：
衬底；
热源；
直接或间接提供在所述衬底上的包层；
在对应于所述热源的部分中离开所述衬底和所述包层形成的桥部分包层；以及
在所述桥部分包层内提供的芯层，
其中所述桥部分包层和所述芯层在所述热源对应部分中形成桥部分光波导，
所述热源提供在离开所述热源对应部分中的所述芯层的所述桥部分光波导的内部或外部，并且产生热以改变所述桥部分光波导中传播的光信号的相位，
所述包层通过牺牲层形成在所述衬底上，
所述牺牲层由腐蚀速率比所述衬底大的材料构成，并且
所述牺牲层由热导率比所述衬底小的材料构成。
2.根据权利要求1的热光移相器，其中所述牺牲层由包含磷的玻璃材料构成，并且
所述包层由包含硼和磷的玻璃材料构成。
3.根据权利要求1的热光移相器，其中所述芯层、所述包层和所述桥部分包层由包含石英的玻璃材料构成。
4.根据权利要求1或2的热光移相器，其中所述芯层的所述玻璃材料包含锗。
5.根据权利要求1或2中的任何一个的热光移相器，其中所述衬底由包含石英或硅的玻璃材料构成。
6.根据权利要求1-3的任何一个的热光移相器，其中所述热源提供在所述桥部分包层上。
7.根据权利要求1-3的任何一个的热光移相器，其中所述热源提供在离开所述芯层的所述桥部分包层中。
8.根据权利要求7的热光移相器，其中所述热源提供在所述桥部分包层中的所述芯层下。
9.根据权利要求1的热光移相器，其中所述光波导包层在所述热源对应部分的端部具有比所述热源对应部分的中心更宽的宽度。
10.根据权利要求1的热光移相器，进一步包含：在所述包层和所述光波导包层之间的沟槽中提供的支撑梁，通过连接所述包层和所述光波导包层而使所述热源对应部分支撑所述光波导。
11.一种热光移相器，包含：
衬底；
热源；
直接或间接提供在所述衬底上的包层；
在对应于所述热源的部分中离开所述衬底和所述包层形成的桥部分包层，所述桥部分包层在除了所述热源对应部分之外的一部分所述移相器中与所述包层连接；
提供在所述桥部分包层内的芯层；
其中所述桥部分包层和所述芯层在所述热源对应部分中形成桥部分光波导，
所述热源提供在离开所述热源对应部分中的所述芯层的所述桥部分光波导的内部或外部，并且产生热以改变所述桥部分光波导中传播的光信号的相位；以及
在所述桥部分光波导和所述衬底之间的一部分间隔中在所述芯层的延伸方向上提供支撑部分，以支撑所述桥部分包层。
12.根据权利要求11的热光移相器，其中提供所述支撑部分的一部分所述桥部分光波导的宽度比不提供所述支撑部分的一部分桥部分光波导的宽度宽。
13.根据权利要求11或12的热光移相器，其中所述支撑部分由热导率小于所述衬底的材料构成。
14.根据权利要求11的热光移相器，其中所述支撑部分由与所述包层相同的材料构成。
15.根据权利要求11的热光移相器，其中所述支撑部分在所述芯层延伸的方向中连续形成在所述桥部分光波导的全部长度上。
16.根据权利要求11的热光移相器，其中所述支撑部分形成在所述芯层延伸的方向中的部分中。
17.根据权利要求11的热光移相器，其中所述光波导包层在所述热源对应部分的端部具有比所述热源对应部分的中心更宽的宽度。
18.根据权利要求11的热光移相器，进一步包含：在所述包层和所述光波导包层之间的沟槽中提供的支撑梁，通过连接所述包层和所述光波导包层而使所述热源对应部分支撑所述光波导。
19.一种热光移相器，包含：
衬底；
热源；
直接或间接提供在所述衬底上的包层；
在对应于所述热源的部分中离开所述衬底和所述包层形成的桥部分包层，所述桥部分包层在除了所述热源对应部分之外的一部分所述移相器中与所述包层连接；
提供在所述桥部分包层内的芯层；以及
在所述桥部分光波导和所述衬底之间的一部分间隔中提供以支撑所述桥部分包层的支撑部分，
其中所述桥部分包层和所述芯层在所述热源对应部分中形成桥部分光波导；
所述热源提供在离开所述热源对应部分中的所述芯层的所述桥部分光波导的内部或外部，并且产生热以改变所述桥部分光波导中传播的光信号的相位；以及
所述支撑部分由比所述衬底的腐蚀速率大的材料构成。
20.根据权利要求19的热光移相器，其中
所述支撑部分是在所述桥部分光波导和所述衬底之间的一部分间隔中沿所述芯层延伸方向提供的，以支撑所述桥部分包层，以及
所述支撑部分的热导率比所述衬底的小。
21.根据权利要求19或20的热光移相器，其中所述支撑部分由与所述包层相同的材料构成。
22.根据权利要求19或20的热光移相器，其中所述支撑部分在所述芯层延伸的方向中连续形成在所述桥部分光波导的全部长度上。
23.根据权利要求19或20的热光移相器，其中所述支撑部分形成在所述芯层延伸的方向中的部分中。
24.根据权利要求19或20的热光移相器，其中所述光波导包层在所述热源对应部分的端部具有比所述热源对应部分的中心更宽的宽度。
25.根据权利要求19或20的热光移相器，进一步包含：在所述包层和所述光波导包层之间的沟槽中提供的支撑梁，通过连接所述包层和所述光波导包层而使所述热源对应部分支撑所述光波导。
26.一种制造热光移相器的方法，包含：
在衬底上形成牺牲层，所述牺牲层具有比所述衬底大的腐蚀速率；
形成第一下包层以覆盖所述牺牲层，所述第一下包层具有比所述牺牲层小的腐蚀速率；
在所述第一下包层上的预定部分中形成热源；
在所述第一下包层上形成第二下包层，下包层具有所述第一下包层和所述第二下包层；
在所述下包层上对应于所述预定部分的部分中形成芯层；
在所述下包层和所述芯层上形成上包层；
在所述热源的两侧上对应于所述预定部分的部分中形成沟槽以穿过所述上包层和所述下包层到达所述牺牲层；以及
通过所述沟槽去除至少一部分所述牺牲层。
27.根据权利要求26的制造热光移相器的方法，其中所述去除包含：
去除所述牺牲层以在所述下包层和所述衬底之间形成间隔来使所述沟槽相互连接。
28.根据权利要求26的制造热光移相器的方法，其中所述形成上包层，所述形成芯层和所述形成下包层通过常压化学气相淀积方法或等离子化学气相淀积方法进行。
29.一种制造热光移相器的方法，包含：
在衬底上形成牺牲层，所述牺牲层具有比所述衬底大的腐蚀速率；
形成下包层以覆盖所述牺牲层，所述下包层具有比所述牺牲层小的腐蚀速率；
在所述下包层上的预定部分中形成芯层；
在所述下包层和所述芯层上形成上包层；
在与所述上包层上的所述预定部分相对应的部分处形成热源；
在对应于所述预定部分的部分中所述热源上的两侧上形成沟槽以穿过所述上包层和所述下包层到达所述牺牲层；以及
通过所述沟槽去除至少一部分所述牺牲层，
其中所述去除包含：
去除所述牺牲层，以在对应于所述预定部分的部分中沿着核心层延伸的方向保留用来支撑所述下包层的部分。
30.根据权利要求29的制造热光移相器的方法，其中所述形成上包层，所述形成芯层和所述形成下包层通过常压化学气相淀积方法或等离子化学气相淀积方法进行。
CNB038132680A 2002-06-28 2003-06-27 热光移相器及其制造方法 Expired - Fee Related CN100392476C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002190531A JP4078898B2 (ja) 2002-06-28 2002-06-28 熱光学位相シフタ及びその製造方法
JP190531/2002 2002-06-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1659469A CN1659469A (zh) 2005-08-24
CN100392476C true CN100392476C (zh) 2008-06-04

Family

ID=29996887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038132680A Expired - Fee Related CN100392476C (zh) 2002-06-28 2003-06-27 热光移相器及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7333679B2 (zh)
JP (1) JP4078898B2 (zh)
CN (1) CN100392476C (zh)
WO (1) WO2004003639A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105829956A (zh) * 2014-04-17 2016-08-03 华为技术有限公司 热光移相器
CN109031534A (zh) * 2018-08-28 2018-12-18 中山大学 一种热调谐光栅耦合器

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7335862B2 (en) * 2003-05-30 2008-02-26 Nec Corporation Resistance heater having a thin-line-shaped resistor
JP4638749B2 (ja) * 2005-02-25 2011-02-23 日本電信電話株式会社 熱光学位相変調器及びその製造方法
JP4945907B2 (ja) 2005-03-03 2012-06-06 日本電気株式会社 波長可変レーザ
JP2007011146A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Seikoh Giken Co Ltd ポリマー光導波路の電極形成方法
JP4685535B2 (ja) * 2005-07-21 2011-05-18 日本電信電話株式会社 熱光学位相変調器およびその製造方法
JP4634897B2 (ja) * 2005-09-12 2011-02-16 日本電信電話株式会社 多チャンネルの導波路型熱光学可変減衰器とその製造方法
WO2008021467A2 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Massachusetts Institute Of Technology Balanced bypass circulators and folded universally-balanced interferometers
US8027554B2 (en) 2006-10-20 2011-09-27 Nec Corporation Thermo-optic phase shifter and method for manufacturing same
KR100856391B1 (ko) * 2006-12-06 2008-09-04 한국전자통신연구원 미소기전집적시스템 소자의 부양 구조물 제조방법
US7565038B2 (en) * 2007-01-31 2009-07-21 Alcatel-Lucent Usa Inc. Thermo-optic waveguide apparatus
WO2008111407A1 (ja) 2007-03-09 2008-09-18 Nec Corporation 熱光学位相シフタ
WO2008118465A2 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Massachusetts Institute Of Technology Hitless tuning and switching of optical resonator amplitude and phase responses
JP2009008900A (ja) 2007-06-28 2009-01-15 Nec Corp シリコン構造体
JP2009020356A (ja) * 2007-07-12 2009-01-29 Nec Corp シリコン構造体
US7974505B2 (en) * 2007-10-17 2011-07-05 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for fabricating selectively coupled optical waveguides on a substrate
US8192638B2 (en) * 2007-10-18 2012-06-05 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for manufacturing multiple layers of waveguides
WO2009052479A2 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for manufacturing vertical germanium detectors
WO2009055145A1 (en) * 2007-10-24 2009-04-30 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for fabricating a heater capable of adjusting refractive index of an optical waveguide
WO2009055778A1 (en) 2007-10-25 2009-04-30 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for manufacturing lateral germanium detectors
US7811844B2 (en) * 2007-10-26 2010-10-12 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for fabricating electronic and photonic devices on a semiconductor substrate
US8031343B2 (en) * 2007-10-29 2011-10-04 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. High-index contrast waveguide optical gyroscope having segmented paths
WO2009058470A1 (en) * 2007-10-30 2009-05-07 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for fabricating butt-coupled electro-absorptive modulators
WO2009058580A1 (en) * 2007-10-31 2009-05-07 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. High-injection heterojunction bipolar transistor
JP2011137843A (ja) * 2008-03-27 2011-07-14 Nec Corp エッチング終点検出パターンおよびエッチング終点検出方法
US7920770B2 (en) * 2008-05-01 2011-04-05 Massachusetts Institute Of Technology Reduction of substrate optical leakage in integrated photonic circuits through localized substrate removal
US8288290B2 (en) * 2008-08-29 2012-10-16 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Integration CMOS compatible of micro/nano optical gain materials
US7987066B2 (en) * 2008-08-29 2011-07-26 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Components and configurations for test and valuation of integrated optical busses
US7715663B2 (en) * 2008-08-29 2010-05-11 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Integrated optical latch
US8148265B2 (en) * 2008-08-29 2012-04-03 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Two-step hardmask fabrication methodology for silicon waveguides
US7853101B2 (en) * 2008-08-29 2010-12-14 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Bi-rate adaptive optical transfer engine
US7693354B2 (en) * 2008-08-29 2010-04-06 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Salicide structures for heat-influenced semiconductor applications
WO2010065710A1 (en) 2008-12-03 2010-06-10 Massachusetts Institute Of Technology Resonant optical modulators
US7847353B2 (en) * 2008-12-05 2010-12-07 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Multi-thickness semiconductor with fully depleted devices and photonic integration
JP2012112984A (ja) * 2009-02-25 2012-06-14 Nec Corp 光導波路、光導波回路およびその製造方法
US20100284645A1 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 Alcatel-Lucent Usa Inc. Semiconductor thermooptic phase shifter
WO2010138849A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Massachusetts Institute Of Technology Cavity dynamics compensation in resonant optical modulators
US9305779B2 (en) * 2009-08-11 2016-04-05 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method for growing germanium epitaxial films
JP2015170750A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 住友電気工業株式会社 光半導体素子及び光半導体素子の製造方法
KR101617159B1 (ko) 2014-03-27 2016-05-02 주식회사 우리로 다채널 가변 광감쇠기 제조방법
SG11201702990VA (en) * 2014-10-16 2017-05-30 Agency Science Tech & Res Optical waveguide structure and optical gas sensor, and methods of fabrication thereof
US10088697B2 (en) 2015-03-12 2018-10-02 International Business Machines Corporation Dual-use electro-optic and thermo-optic modulator
JP2016180860A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
US9684191B2 (en) 2015-11-05 2017-06-20 International Business Machines Corporation Efficient thermo-optic phase shifters using multi-pass heaters
CN107230930A (zh) * 2016-03-23 2017-10-03 华为技术有限公司 一种可调激光器及制备方法
US9784921B1 (en) * 2016-04-11 2017-10-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Switch matrix incorporating polarization controller
US10416380B1 (en) * 2016-06-23 2019-09-17 Acacia Communications, Inc. Suspended photonic waveguides with top side sealing
GB2554460A (en) 2016-09-29 2018-04-04 Oclaro Tech Ltd Waveguide structure
US10571633B1 (en) * 2016-12-23 2020-02-25 Acacia Communications, Inc. Suspended cantilever waveguide
US10527906B2 (en) * 2017-01-27 2020-01-07 Analog Photonics LLC Thermal phase shifters for optical phased arrays
US10386660B2 (en) * 2017-03-31 2019-08-20 Huawei Technologies Co., Ltd. Optical phase shifter, optical interferometer based thereupon, and method of manufacture thereof
US11437778B2 (en) * 2017-11-28 2022-09-06 OE Solutions Co., Ltd. Wavelength tunable laser
US10976542B2 (en) 2018-01-26 2021-04-13 Analog Photonics LLC Aberration correction of optical phased arrays
US10775559B2 (en) 2018-01-26 2020-09-15 Analog Photonics LLC Photonics fabrication process performance improvement
US10768365B2 (en) * 2018-03-21 2020-09-08 Futurewei Technologies, Inc. Enabling thermal efficiency on a silicon-on-insulator (SOI) platform
US10627655B2 (en) * 2018-03-29 2020-04-21 Sifotonics Technologies Co., Ltd. Monolithic electro-optical modulator having suspended structure
EP3565068B1 (en) * 2018-04-30 2021-02-24 FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Thermally tunable laser and method for fabricating such laser
CN112305785A (zh) * 2019-07-29 2021-02-02 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 基于soi衬底的热光相移器的制备方法
US11209673B2 (en) * 2019-10-30 2021-12-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Heater structure configured to improve thermal efficiency in a modulator device
US11226506B2 (en) * 2020-03-17 2022-01-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Heater structure with a gas-filled isolation structure to improve thermal efficiency in a modulator device
CN112151511A (zh) * 2020-08-17 2020-12-29 中国科学院微电子研究所 一种半导体结构及其制备方法
US11619714B2 (en) * 2020-11-23 2023-04-04 Ours Technology, Llc Heat dissipation for LIDAR sensors
US11460555B2 (en) 2020-12-07 2022-10-04 Ours Technology, Llc Heat dissipation in an optical device
CN116710835A (zh) * 2020-12-07 2023-09-05 我们科技有限责任公司 光学设备中的散热
CA3201615A1 (en) * 2020-12-07 2022-06-16 Ours Technology, Llc Heat dissipation in an optical device
CN113359328A (zh) * 2021-06-28 2021-09-07 苏州极刻光核科技有限公司 热光型相位调制模块及光调制器
CN117434752A (zh) * 2022-01-13 2024-01-23 杭州芯傲光电有限公司 基于应力光学效应的光移相器结构
US11803009B2 (en) * 2022-02-25 2023-10-31 Globalfoundries U.S. Inc. Photonics structures having a locally-thickened dielectric layer
FR3138707A1 (fr) * 2022-08-04 2024-02-09 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Modulateur de phase optique, procédé et systèmes associés

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01158413A (ja) * 1987-09-29 1989-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光導波路装置
US6031957A (en) * 1997-10-07 2000-02-29 Hitachi Cable Ltd. Glass wave guide element and method of manufacturing the same
US6370307B1 (en) * 1999-07-15 2002-04-09 Agere Systems Guardian Corp. Optical device formed on a substrate with thermal isolation regions formed therein

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720172A (en) 1985-11-05 1988-01-19 Itt Defense Communications, A Division Of Itt Corporation Liquid crystal optical switching device
JPH0534525A (ja) 1991-07-26 1993-02-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光回路
JP3402661B2 (ja) * 1992-07-06 2003-05-06 キヤノン株式会社 カンチレバー型プローブ、及びこれを用いた情報処理装置
JP2848144B2 (ja) 1992-08-11 1999-01-20 日立電線株式会社 チューナブル光フィルタ
JP3110573B2 (ja) 1992-11-05 2000-11-20 住友電気工業株式会社 光スイッチ及びその製造方法
KR0163738B1 (ko) 1994-12-19 1999-04-15 양승택 히터 매립된 평면 도파로형 광스위치의 제조방법
US5623564A (en) 1995-06-07 1997-04-22 Lucent Technologies Inc. Self-aligned mechanical optical switch
JP3204493B2 (ja) 1996-01-31 2001-09-04 日本電信電話株式会社 位相調整機能付光導波路の作製方法
JP2970747B2 (ja) 1996-05-14 1999-11-02 日本電気株式会社 光回路およびその製造方法
JPH11201984A (ja) 1998-01-13 1999-07-30 Denso Corp 半導体力学量センサ及びその製造方法
JP3573332B2 (ja) 2000-02-10 2004-10-06 日本電信電話株式会社 干渉型熱光学光部品
JP2001255474A (ja) 2000-03-14 2001-09-21 Kddi Corp 光ビーム空間伝播型光スイッチ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01158413A (ja) * 1987-09-29 1989-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光導波路装置
US6031957A (en) * 1997-10-07 2000-02-29 Hitachi Cable Ltd. Glass wave guide element and method of manufacturing the same
US6370307B1 (en) * 1999-07-15 2002-04-09 Agere Systems Guardian Corp. Optical device formed on a substrate with thermal isolation regions formed therein

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Development of Prototype Micromechanical Optical Switch. HORINO, M. ET AL.JSME International Journal, Ser.C.,Vol.41 No.4. 1998
Development of Prototype Micromechanical Optical Switch. HORINO, M. ET AL.JSME International Journal, Ser.C.,Vol.41 No.4. 1998 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105829956A (zh) * 2014-04-17 2016-08-03 华为技术有限公司 热光移相器
CN109031534A (zh) * 2018-08-28 2018-12-18 中山大学 一种热调谐光栅耦合器
CN109031534B (zh) * 2018-08-28 2020-08-11 中山大学 一种热调谐光栅耦合器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004003639A1 (ja) 2004-01-08
US20050169566A1 (en) 2005-08-04
JP2004037524A (ja) 2004-02-05
JP4078898B2 (ja) 2008-04-23
CN1659469A (zh) 2005-08-24
US7333679B2 (en) 2008-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100392476C (zh) 热光移相器及其制造方法
CN101632034B (zh) 热光学移相器
US8027554B2 (en) Thermo-optic phase shifter and method for manufacturing same
US6704487B2 (en) Method and system for reducing dn/dt birefringence in a thermo-optic PLC device
US7630596B2 (en) Silicon structure and method of manufacturing the same
Sakata et al. Reflection-type 2× 2 optical waveguide switch using the Goos–Hänchen shift effect
Hoffmann et al. Low-loss fiber-matched low-temperature PECVD waveguides with small-core dimensions for optical communication systems
US20080181550A1 (en) Thermo-optic waveguide apparatus
JP2009020356A (ja) シリコン構造体
US5623566A (en) Network with thermally induced waveguide
WO2010098295A1 (ja) 光導波路、光導波回路、および光導波回路の製造方法
JP2006058858A (ja) 導波路型熱光学位相シフタおよびその光回路
JP3204493B2 (ja) 位相調整機能付光導波路の作製方法
EP1047968A1 (en) Thermally isolated silicon layer
Zhu et al. An improved thermo-optic phase shifter with AlN block for silicon photonics
WO2019080338A1 (zh) 一种阵列可调光衰减器及其衰减和制作方法
JP5282910B2 (ja) 光位相シフタ
JPWO2005017611A1 (ja) 平面光導波回路型光可変減衰器
JP2009204730A (ja) 熱光学位相シフタ
JP3573332B2 (ja) 干渉型熱光学光部品
Takato et al. Silica-based single-mode waveguides and their applications to integrated-optic devices
US6816635B2 (en) Optical waveguide phase shifter
JPH10246899A (ja) 導波型光回路
CN102298171A (zh) 光波导装置和光波导装置的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080604

Termination date: 20160627