CN105934703A - 具有纵向电容器结构的电光调制器 - Google Patents

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Abstract

光学调制器可以包括最左侧的波导、最右侧的波导、以及它们之间的介电层。在一个实施例中，波导可以位于相同的平面上。当电压电势在最右侧的波导和最左侧的波导之间被创建时，这些层形成提供对通过调制器的光信号进行有效高速光调制的硅‑绝缘体‑硅电容器(也被称为SISCAP)结构。与介电层位于上层波导和下层波导之间的水平SISCAP结构不同，将介电层布置在位于相同平面上的波导之间致使产生纵向SISCAP结构。在一个实施例中，最左侧的波导和最右侧的波导都由晶体硅制成。

Description

具有纵向电容器结构的电光调制器
相关申请的交叉引用
本申请是申请日为2014年1月24日的共同未决美国临时专利申请No.61/931,314的非临时申请。前述相关专利申请的所有公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开提出的实施例通常涉及光学调制，更具体地，涉及基于硅的电光调制器。
背景技术
许多电光设备应用(exploit)自由载流子扩散效应来改变折射率的实部和虚部。因为无应变的纯晶体硅不显示线性电光(Pockels)效应并且由于Franz-Keldysh效应和Kerr效应的折射率改变非常弱，所述这种应用会被利用。光学设备(例如，Mach-Zehnder调制器、基于全内反射(TIR)的结构、十字交换机、Y型交换机、环形谐振器以及Fabry-Perot谐振器)的特定区域中的相位调制可以被用于调制输出强度。
电光设备中的自由载流子浓度可以通过载流子的注入、累积、消耗或反转来改变。到目前为止调查的大多数这种设备呈现出一些共同的特征：它们要求长的作用长度(例如，5～10mm)以及高于1kA/cm3的注入电流密度，以便于获取有效的调制深度。为了实现用于制造低成本紧凑型设备布置的高水平集成化和小型化，长的作用长度是不可取的。高的电流密度由于使结构变热而引起不期望的热光效应，并且事实上相对于与自由载流子移动相关联的对实际折射率变化的影响，高的电流密度会导致对实际折射率变化的相反影响，从而降低其有效性。
附图说明
因此以本公开的上述特征可以被详细理解的形式，简洁地总结上文的本公开的更具体的描述可以通过参考实施例得到，部分实施例在附图中被示出。然而，应该注意的是附图只示出本公开的典型实施例并且不因此被认为限制本公开的范围，本公开可以允许其它等效的实施例。
图1根据本文公开的一个实施例示出SOI设备。
图2根据本文公开的一个实施例示出具有纵向电荷调制区域的调制器的截面图。
图3根据本文公开的一个实施例示出具有电气连接的调制器的截面图。
图4A-4F根据本文公开的一个实施例示出制造具有纵向电荷调制区域的调制器的流程。
图5A-5E根据本文公开的一个实施例示出制造具有纵向电荷调制区域的调制器的流程。
图6A-6B根据本文公开的一个实施例示出具有极化转换器的Mach-Zehnder干涉仪。
为了帮助理解，在可能的地方使用同一标号以指定与附图相同的同一元件。应该预期到在一个实施例中公开的元件可以被有利地用于没有具体详述的其它实施例。
具体实施方式
综述
本公开提出的一个实施例是用于形成光学设备的方法。该方法包括蚀刻位于绝缘体上的晶体硅衬底以形成右晶体硅波导和左晶体硅波导，其中，右波导和左波导分别具有接触绝缘体的下表面。在形成右波导和左波导之后，该方法包括在右波导和左波导之间的纵向间隙中沉积介电材料。此外，左波导被掺杂第一导电类型而右波导被掺杂第二、不同的导电类型。
本文所述的另一实施例是一种光学设备，该光学设备包括：位于介电衬底上的右晶体硅波导以及位于介电衬底上的左晶体硅波导，其中，右波导和左波导位于由介电衬底定义的相同平面上。该设备还包括将右波导和左波导分离开的纵向区域。纵向区域从介电衬底纵向延伸至右波导和左波导中的一个的与接触介电衬底的下表面相对的上表面。此外，纵向区域被充满介电材料。此外，左波导被掺杂第一导电类型而右波导被掺杂第二、不同的导电类型。
本文所述的另一实施例是一种光学设备，该光学设备包括：位于介电衬底上的右波导以及位于介电衬底上的左波导，其中，右波导和左波导位于由介电衬底定义的相同平面上，并且左波导被掺杂第一导电类型而右波导被掺杂第二、不同的导电类型。该光学设备还包括将右波导和左波导分离开的纵向区域。该纵向区域从介电衬底纵向延伸至右波导和左波导中的一个的与接触介电衬底的下表面相对的上表面。此外，纵向区域被充满介电材料。该光学设备还包括至少部分覆盖纵向区域的介电脊，其中，介电脊的宽度等于或大于纵向区域的宽度。
示例实施例
光调制器可以包括最左侧的波导、最右侧的波导、以及位于它们之间的介电层。在一个实施例中，波导可以位于相同的平面上。当电压电势在最右侧和最右侧的波导之间被创建时，这些层形成提供对通过调制器的光信号进行有效高速光调制的硅-绝缘体-硅电容器(也被称为SISCAP)结构。与介电层位于上层波导和下层波导之间的水平SISCAP结构不同，将介电层布置在位于相同平面上的波导之间致使产生纵向SISCAP结构。例如，波导可以位于相同的衬底上。
在一个实施例中，波导由同一晶体硅衬底制成。因此SISCAP结构中的两个波导都由晶体硅制成，这与一个波导由晶体硅制成而另一波导由例如多晶硅制成的纵向SISCAP结构相比，可以减少光损耗。
图1根据本文公开的一个实施例示出SOI设备100。SOI设备100包括表层105、掩埋绝缘层110(也被称为埋氧化物(BOX)层)、以及半导体衬底115。尽管本文的实施例用硅指代表层105和衬底115，但是本公开不限于此。例如，其它半导体或光传输材料可以被用于形成此处所示的结构100。此外，表层105和衬底115可以由相同材料制成，但是在其它实施例中，这些层105、115可以由不同材料制成。
表层105的厚度可以从小于100纳米到大于微米变动。更具体地，表层105可以在100-300纳米厚之间。绝缘层110的厚度可以根据所需的应用变化。如会在下文进行详细讨论的，绝缘层110的厚度可以直接取决于被耦合于SOI设备100的模式的尺寸和所需效率。因此，绝缘层110的厚度可以从小于1微米到数十微米变动。衬底115的厚度可以根据SOI设备110的具体应用广泛地变化。例如，衬底115可以是典型的半导体晶片的厚度(例如，100-700微米)或者可以剪薄并且被安装在另一衬底上。
对于光学应用，硅表层105和绝缘层110(例如，二氧化硅、氮氧化硅等)可以提供形成鲜明对比的折射率以将光信号限制在表层105的波导中。在随后的处理步骤中，SOI设备100的表层105可以被蚀刻以形成一个或多个硅波导。因为硅相比于绝缘体(例如，二氧化硅)具有更高的折射率，所以当光信号传播过绝缘层105时主要保持在波导中。
纵向SISCAP
图2根据本公开的一个实施例示出具有纵向电荷调制区域的调制器200的截面图。也就是说，取代将栅极介电层的至少某一部分布置在上层波导和下层波导之间，此处是将栅极介电层布置在位于相同的水平平面的波导之间，从而建立基本纵向的电荷调制区域。如所示，调制器200包括位于同一衬底(即，绝缘层110)上的左波导205、栅极介电区域210、以及右波导215。类似于上文实施例中所讨论的上层和下层波导，波导205、215可以是基于硅的并且可以包括应变硅、SixGel-x、充分单晶硅(即，晶体硅)、多晶硅、及其组合。然而，如下文的详细描述，形成波导205、215以使它们并排，这允许两个波导都由相同的材料制成(例如，晶体硅)，但这不是必需的。此外，波导205和215掺杂有具有相反导电类型的掺杂剂。
如所示，栅极介电层210(也被称为“栅极电介质层”或“栅极氧化层”)建立虚线框所示的电荷调制区域或电荷累积区域，在该区域中，自由载流子(例如，电子和空穴)流入和流出p型掺杂波导205和n型掺杂波导215。这样做以建立有源区域，在该有源区域中，与调制器200相关联的切换功能(例如，超过1Gb/s的切换速度)可以由栅极介电层210两端的电压电势控制。在一个实施例中，电压电势被用于改变通过在例如Mach-Zehnder干涉仪(MZI)内的调制器传播的光信号的相位。然而，本文所述的调制器还可以被用于其他类型的设备，例如，环形谐振器、Fabry-Perot腔等。
栅极介电层210可以被称为“栅极电介质层”或“栅极氧化层”，其中应该理解的是氧化层只是在调制器设备中可以使用的介电层的一种示例性形式。栅极介电层210可以包括允许快速对自由载流子进行充电/放电(例如，使得切换速度能够大于或等于1Gb/s)的任意材料。适合的材料的非限制性列表包括二氧化铪、氮氧化物、三氧化二铋、氮化硅、二氧化硅、无掺杂的多晶硅、以及这些材料的组合。此外，使用高-K介电材料作为栅极介电层提供了比使用具有较小的介电常数的电介质更高的电容量和更大的电荷密度(假设有相同的厚度和电压电势)。例如，二氧化铪和氮化硅(高-K电介质)具有比二氧化硅更高的介电常数，因此相对于使用二氧化硅，允许栅极介电层各处有更大的电荷密度。使用较高的电压可以增大调制效率，即光信号相对于施加电压的相位偏移的量。
在一个实施例中，栅极层210包括两个电介质的组合，例如，二氧化硅和氮化硅或者二氧化硅与二氧化铪。此外，通过使用热氧化处理来在栅极层210的面向左波导205和右波导215(假设这些波导由硅制成)的两侧面上逐渐生成薄的二氧化硅层，二氧化硅可以首先在区域210中形成。在后续的处理步骤中，其它介电材料(例如，氮化硅、二氧化铪、或上文讨论的任意其他适合的电介质)被沉积来形成栅极介电层210。
虽然本文所描述的附图示出将栅极介电层210放置在被相反掺杂的波导205、215之间，但这不是必需的。针对本文所述的所有实施例，调制器可以在栅极介电层210被省略并且两个波导直接接触以形成PN结时仍然执行光调制。在该示例中，PN结建立自由载流子在其中流入和流出波导的电荷调制区域。然而，包括栅极介电层210可以提升光调制的效率。
波导205和215包括翼(wing)部件207A和207B以及脊(ridge)部件240A和240B。因此每个波导205、215包括在它们各自的翼部件207和脊部件240之间的沟槽220。与沟槽220被省略并且波导具有形成单平面的上表面相比，以介电材料230填充沟槽220可以改善光模式的横向限制。通过这种方式，沟槽的深度决定传播通过调制器的信号的光模式的形状。虽然此处未示出，但是翼部件207可以包括允许调制器200设置栅极介电区域210两端电压的电气连接。沟槽220的深度还影响翼部件207和电荷调制区域之间的电阻率。
在一个实施例中，波导205、215的端部可以保持与波导205、215的位于沟槽220下方部分相同的厚度，而不是把波导205、215的端部凸起以创建翼部件207。换句话说，在该示例中，波导205、215的厚度保持不变直到到达波导205、215的与具有脊240A和240B的侧面相对的各自的边缘。无论波导205、215的具体结构是什么，脊部件240和翼部件207的厚度可以从50纳米到200纳米变动，而在沟槽220下面的波导205、215的厚度可以从20纳米到100纳米变动。
在一个实施例中，栅极介电区域(WGATE)210的宽度小于15纳米，并且在一个实施例中，是在2～5纳米之间。区域210的厚度可以从50纳米到200纳米变动。栅极介电区域210被示出为具有大致纵向的侧边缘，但给定区域210的小的宽度以及形成区域210的制造技术的限制，边缘可以稍带锥度，从而使得栅极区域210的宽度在绝缘层210附近比脊240的上表面的宽度更小。虽然栅极介电区域210创建大致纵向的电荷调制区域，但是区域210本质上以与位于上层和下层波导之间的介电区域210(例如，水平电容器结构)相同的方式工作。也就是说，自由载流子(例如，电子和空穴)流入和流出p型掺杂波导205和n型掺杂波导215，并且创建与调制器200相关联的切换功能在其中可以被控制(例如，提供大于1Gb/s的切换速度)的有源区域。
图3根据本文公开的一个实施例示出具有电气连接的调制器300的截面图。波导205和215各自的宽度可以被选择来保持可以是金属或者由硅化物制成的电触头225、以及在光模式之外的过孔235。因为电导材料具有高的吸收系数，所以波导205可以被设计为使得任意导电触头完全在光模式的边界的外部。此外，波导205、215的接近触头225的部分比起波导205、215的发生光调制处的部分被更重地掺杂。这么做可以改善基于硅的波导205、215和触头225之间的电气连接，从而降低与调制器300相关联的RC常数和电阻率。对波导的接近至外部电压源的电气连接的部分进行重掺杂可以被应用于本文所述的任意实施例。此外，随着与光模式的距离的增大，波导205、215中的掺杂剂的浓度可以增大。因为掺杂剂可能对光信号有有害影响，所以波导205、215中光模式所处的部分的掺杂剂浓度可以被轻掺杂。随着与光模式距离的增大，掺杂剂浓度可以以逐步或连续的方式被增大。这么做改善了波导205和215的电导率，并且缓解了掺杂剂对光信号的负面影响。此外，在一个实施例中，电触头225被省略，并且过孔235直接接触波导的被重掺杂的部分。
图4A-4F根据本文公开的一个实施例示出制造具有纵向电荷调制区域的调制器的流程。在图4A中，SOI结构(例如，单晶硅衬底)的晶体硅上层105被蚀刻以形成右波导205和左波导215。因为上层105是晶体硅，所以波导205和215也都是晶体硅。在具有上层和下层波导的水平电容器结构中，在下层电极的顶端形成上层波导(其中上层波导是由晶体硅制成)很困难和/或很昂贵(并且在一些情况下是不可能的)。因此，在这些结构中，下层波导是晶体硅而上层波导的至少一部分不是晶体硅，例如，上层波导是多晶硅。然而，因为波导205、215沿共同的水平平面被布置以形成纵向电容器结构，所以从相同的晶体硅材料(即，硅表层105)蚀刻波导205、215相对更便宜。在一个实施例中，在图4A中形成右波导205和左波导215的步骤可以是单一蚀刻步骤的结果。波导205、215都由单晶硅制成提供的优势多于其中至少一个波导不是由晶体硅制成的调制器。一个这种优势是使用都由晶体硅制成的波导可以在针对给定带宽的调制器中减少光损失。
图4B示出图案化和蚀刻每个波导205、215以形成上文所述的翼部件207、沟槽220和脊部件240。如果翼部件207和脊部件240的厚度相同，那么这些结构可以在相同的蚀刻步骤中形成。如果不相同，那么使用多个图案化和蚀刻步骤。此外，通过在波导205、215中分别蚀刻沟槽220A和220B，光模式的后续限制可以被改善。
在形成翼部件207、沟槽220和脊部件240之前或之后，利用具有相反的导电类型的掺杂剂掺杂波导205、215。虽然最左侧的波导205被示出为是P型而最右侧被示出为是N型，但也可能是相反的掺杂类型。
在图4C中，栅极介电材料(可以包括与上文所述的栅极介电层所用的材料相同的任意材料)被沉积到左波导205和右波导215之间的间隙中。例如，栅极电介质可以包括两种材料的组合(例如，热生长二氧化硅和氮化硅或二氧化铪)，而不是一种材料。因此，图4C可以被划分成两个处理步骤。在第一步中，薄的二氧化硅层在波导205、215面向栅极层210的表面上形成。在第二步中，另一介电材料在二氧化硅之间被沉积以填充栅极层210。在图4D中，介电材料230被沉积在调制器上，然后被平坦化以形成平坦的上表面。通过将介电材料230沉积到沟槽220中，脊部件240的面向沟槽220的侧面可以具有具有相关联的折射率的边界，这横向限制在调制器中传播的信号的光模式。
在图4E中，封盖层410被沉积在平坦的表面上。封盖层410可以包括提供光信号在波导205、215和栅极介电区域210中穿行的限制的具有折射率的任意介电材料。在一个实施例中，封盖层410由氮化硅构成。
在图4F中，封盖层410可以被蚀刻以形成以栅极介电区域210为中心或者与栅极介电区域210对准的脊部件440。具体地，脊部件440的宽度可以近似等于或者大于栅极介电区域210的宽度。然而，脊部件440的宽度和厚度可以被设置以改变光模式的横向和纵向限制。这么做可以移动光模式，从而使得光信号的最大强度位于电荷调制区域内。
如图3所示，图4D、4E和4F中所示的调制器可以被调整为包括最好位于光模式的边界外面的电气连接。例如，电触头可以被放置在波导205、215的翼部件207的上表面。然后过孔将电触头连接至相应的电压源。这些电气连接可以在图4D、4E或4C中所示的处理步骤中的任意步骤之后被形成。
图5A-5E根据本文公开的一个实施例示出制造具有纵向电荷调制区域的调制器的流程。如图5A所示，晶体半导体的单一部件(例如，硅表层105)被蚀刻以形成包括沟槽220的结构505。如上文所述，沟槽220的深度可以基于波导205、215的电阻率进行优化，并且可以针对模式形状控制进行优化。在图5B中，沟槽220被介电材料230填充，如上文所述。在一个实施例中，上表面507利用例如CMP被平坦化。
在图5C中，向结构505蚀刻用于栅极介电层的区域210，以形成左波导205和右波导215。如上文所讨论的，由于处理的限制，区域210的壁可以有锥度，从而使得间隙的宽度在靠近绝缘层110处比上表面507处更窄。在图5D中，介电材料510被沉积至栅极介电层210。除了在区域210内沉积介电材料510之外，材料510还可以被沉积在上表面507上，但这不是必需的。
此外，类似于图4C，栅极层210的材料510可以包括可以在不同的处理步骤中被沉积的一个或多个不同的介电材料。例如，利用热处理，二氧化硅可以在波导205、215的形成层210的表面上被形成，而然后在后续步骤中，在栅极层210中在波导205、215之间、以及在上表面507上沉积不同的电介质。这在图5D中的吹出的气泡中被示出。该扩展图示出栅极介电层210包括在两个不同的处理步骤中被沉积的两种介电材料。例如，介电材料515可以首先在波导205和215之间的间隙内被形成。在一个示例中，硅波导205和215的表面经过热氧化处理以形成薄的二氧化硅层，该二氧化硅层用作电介质515。在两层电介质515之间的间隙随后可以填充介电材料520。这样做的话，介电材料520(例如，氮化硅、二氧化铪、无掺杂的多晶硅等)可以被沉积到间隙中。相对于在间隙中沉积单一介电材料而言，在沉积另外的介电材料520之前形成薄的氧化层515可以改善波导205、215和栅极层210之间的界面的光学特性。
在图5E中，调制器被平坦化以暴露波导205、215的上表面507。也就是说，任意过量的介电材料510可以被移除，然而，这个步骤是可选的。在另一实施例中，图5D所示的介电材料510的仅部分被选择性移除以允许例如在翼部件207上形成电气连接。
图6A-6B根据本文所述的实施例示出具有极化转换器的Mach-Zehnder干涉仪(MZI)。具体地，图6A示出包括接收光信号(例如，连续波)的输入605和发送光信号(基于用于驱动调制器200的电信号被调制)的输出620的MZI 600。在该示例中，光信号具有横向电场(TE)模式，在一些光学系统(例如，芯片)中，比起横向磁场(TM)模式可能更喜欢TE模式。然而，可能期望在MZI中使用针对TM模式信号而不是TE模式信号而被优化的调制器。因此，在y型分路器后，MZI 600在每个分支中包括相应的TE-TM旋转器610，该TE-TM旋转器610将光信号从具有TE模式转换成具有TM模式。然后经转换的光信号可以穿过调制器200并且被TM-TE旋转器616再次转换成具有TE模式的光信号。经再次转换的光信号之后在y型分路器处被重新结合以形成具有TE模式的经调制的光信号。图6B示出MZI 650，MZI 650执行与MZI 600相同的功能，但是TE-TM旋转器610被置于最左侧的y型分路器的左边，而TM-TE旋转器615被置于最右侧的y型分路器的右边。
在一个实施例中，TE-TM旋转器610和TM-TE旋转器615可以是在MZI 600、650中的波导(例如，硅波导)的被具体设计的部件，借助于波导的结构，将光信号从TE模式转换成TM模式，并且反之亦然。可替换地，这些旋转器610、615可以是在MZI 600、650中的波导部分之间插入或制成的独立组件，以执行相应地转换。
虽然MZI 600和MZI 650被示出为包括调制器200，但同样的MZI系统可以利用本文讨论的任意调制器(例如，图3和4F中所示的调制器)被使用。此外，针对主要使用具有TM模式的光信号的光学系统，它可能更喜欢在MZI中使用针对TE模式的光信号而被优化的调制器。在这种情况下，颠倒图6A和6B所示的结构是可行的，即，MZI可以在调制器200上游包括至少一个TM-TE旋转器615以及在调制器200下游包括至少一个TE-TM旋转器605。
在前述内容中，引用了本公开提出的实施例。然而，本公开的范围不限于被具体描述的实施例。替代地，不论与不同实施例相关与否的、所述特征和元件的任意组合被预期为实现实践预期的实施例。此外，虽然本文公开的实施例可以获得其他可能的解决方案或现有技术的优势，但是具体的优势是否是通过给定实施例得到的不限制本公开的范围。因此，前述的方面、特征、实施例和优势只是示例性的并且不是所附权利要求的考虑元素或限制，除非(一个或多个)权利要求中明确列出。
附图中的流程图和框图示出系统、方法和根据各种实施例的可能的实现方式的架构、功能和操作。应该注意的是，在一些替换实施例中，方框中标注的功能可以不以附图标注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个方框可能实际上基本同时被执行，或者有时方框可能以相反的顺序被执行。
鉴于上述内容，本公开的范围由所附权利要求书决定。

Claims (20)

1.一种用于形成光学设备的方法，该方法包括：
蚀刻位于绝缘体上的晶体硅衬底以形成右晶体硅波导和左晶体硅波导，其中，右波导和左波导分别具有接触所述绝缘体的下表面；以及
在形成所述右波导和所述左波导之后，在所述右波导和所述左波导之间的纵向间隙中沉积介电材料，其中，所述左波导被掺杂第一导电类型而所述右波导被掺杂第二、不同的导电类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纵向间隙从所述绝缘体延伸至第一波导和第二波导中的一个的上表面，所述上表面与相应的下表面相对。
3.根据权利要求1所述的方法，形成至所述右波导的第一电气连接以及至所述左波导的第二电气连接，其中，所述介电材料将所述右波导与所述左波导电气绝缘，从而使得接收由所述第一电气连接提供的第一电压以及由所述第二电气连接提供的第二电压，生成建立电荷调制区域的电压电势。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，蚀刻所述晶体硅衬底以形成所述右波导和所述左波导两者是在单个蚀刻步骤中执行的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纵向间隙具有小于15纳米的宽度。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述右波导、左波导各自的上表面以及被沉积在所述纵向间隙中的介电材料上沉积介电封盖层；
在所述介电材料的封盖层中形成至少部分覆盖被沉积在所述纵向间隙中的介电材料的脊，其中，所述脊的宽度等于或大于所述纵向间隙的宽度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纵向间隙包括形成多分层结构的至少两种不同的介电材料。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向所述右波导和所述左波导中蚀刻各自的沟槽以在所述右波导和所述左波导中形成相应的脊部件，所述脊部件毗连所述纵向间隙。
9.一种光学设备，包括：
位于介电衬底上的右晶体硅波导；
位于所述介电衬底上的左晶体硅波导，其中，右波导和左波导位于由所述介电衬底定义的相同平面上；以及
将所述右波导和所述左波导分离开的纵向区域，所述纵向区域从所述介电衬底纵向延伸至所述右波导和所述左波导中的一个的与接触所述介电衬底的下表面相对的上表面，其中，所述纵向区域被充满介电材料，
其中，所述左波导被掺杂第一导电类型而所述右波导被掺杂第二、不同的导电类型。
10.根据权利要求9所述的光学设备，其中，所述纵向区域具有小于15纳米的宽度。
11.根据权利要求9所述的光学设备，其中，所述左波导和所述右波导分别包括向远离所述介电衬底的方向上延伸的凸起的翼部件，所述翼部件位于所述左波导和所述右波导的与接触所述纵向区域中的所述介电材料的侧面相对的侧面。
12.根据权利要求11所述的光学设备，其中，第一电气连接被耦合至所述左波导的翼部件的上表面，并且第二电气连接被耦合至所述右波导的翼部件的上表面。
13.根据权利要求11所述的光学设备，其中，相对于所述左波导和所述右波导的其余部件，相应的翼部件被分别更重地掺杂有所述第一导电类型和所述第二导电类型。
14.根据权利要求9所述的光学设备，其中，介电脊至少部分覆盖所述纵向区域，其中，所述介电脊的宽度等于或大于所述纵向区域的宽度。
15.根据权利要求14所述的光学设备，其中，所述介电脊包括氮化硅。
16.一种光学设备，包括：
位于介电衬底上的右波导；
位于所述介电衬底上的左波导，其中，所述右波导和所述左波导位于由所述介电衬底定义的相同平面上，其中，所述左波导被掺杂第一导电类型而所述右波导被掺杂第二、不同的导电类型；
将所述右波导和所述左波导分离开的纵向区域，所述纵向区域从所述介电衬底纵向延伸至所述右波导和所述左波导中的一个的与接触所述介电衬底的下表面相对的上表面，其中，所述纵向区域被充满介电材料；以及
至少部分覆盖所述纵向区域的介电脊，其中，所述介电脊的宽度等于或大于所述纵向区域的宽度。
17.根据权利要求16所述的光学设备，其中，所述纵向区域具有小于15纳米的宽度。
18.根据权利要求16所述的光学设备，还包括：至少部分覆盖所述左波导和所述右波导的介电封盖层，其中，所述介电脊是所述介电封盖层的特征。
19.根据权利要求16所述的光学设备，其中，所述左波导和所述右波导分别包括向远离所述介电衬底的方向上延伸的凸起的翼部件，所述翼部件位于所述左波导和所述右波导的与接触所述纵向区域内的所述介电材料的侧面相对的侧面。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述介电脊包括氮化硅。
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