CN115933051A - 具有限制特征的边缘耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有限制特征的边缘耦合器，提供包括边缘耦合器的结构以及制造包括边缘耦合器的结构的方法。该结构包括具有第一倒锥的第一波导芯、具有第二倒锥的第二波导芯，以及具有横向设置于该第一倒锥与该第二倒锥间的第三倒锥的第三波导芯。该结构还包括具有经设置以与该第一倒锥重叠的第四倒锥的第四波导芯，以及具有经设置以与该第二倒锥重叠的第五倒锥的第五波导芯。

Description

具有限制特征的边缘耦合器

技术领域

本发明涉及光子芯片(photonics chip)，尤其涉及边缘耦合器(edge coupler)的结构以及制造边缘耦合器的结构的方法。

背景技术

光子芯片用于许多应用及系统中，包括但不限于数据通信系统及数据计算系统。光子芯片将芯片上(on-chip)光学组件(例如波导、光检测器、调制器，以及光功率分配器)与芯片上电子组件(例如场效应晶体管)集成于统一的平台中。除其它因素以外，布局面积、成本以及操作开销可通过在同一芯片上集成两种类型的组件来减小。

边缘耦合器(也称为光斑尺寸转换器)通常用于将来自激光器(laser)的给定模式的光耦合至该光子芯片上的光学组件。该边缘耦合器可包括定义倒锥(inverse taper)的波导芯段(waveguide core section)。在该边缘耦合器构造中，该倒锥的窄端定义邻近该激光器布置的端面，且该倒锥的宽端与另一个波导芯段连接，以将光路由至该光子芯片上的光学组件。

当从激光器接收光时，倒锥的逐渐变化的剖面面积支持模式转换以及与模式转换相关的模式尺寸变化。位于该倒锥的顶端的该窄端不能完全限制入射模式，因为位于其窄端的顶端的剖面面积小于模式尺寸。因此，入射模式的电磁场的很大一部分分布于该倒锥的顶端周围。随着宽度增加，该倒锥可支持全部入射模式，并最终将电磁场限制于该倒锥内部。

由于模式形状及模式尺寸与激光器不匹配，边缘耦合器可由低耦合效率表征。边缘耦合器可能呈现显著的插入损耗，以及在端面呈现显著的背向反射。由于功率处理能力差，边缘耦合器也可能易受功率相关的损伤。

需要改进的包括边缘耦合器的结构以及制造包括边缘耦合器的结构的方法。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供一种边缘耦合器的结构。该结构包括具有第一倒锥的第一波导芯，具有第二倒锥的第二波导芯，以及具有横向设置于该第一倒锥与该第二倒锥之间的第三倒锥的第三波导芯。该结构还包括具有经设置以与该第一倒锥重叠的第四倒锥的第四波导芯，以及具有经设置以与该第二倒锥重叠的第五倒锥的第五波导芯。

在本发明的一个实施例中，提供一种边缘耦合器的结构。该结构包括具有第一倒锥的第一波导芯，具有第二倒锥的第二波导芯，以及具有横向设置于该第一倒锥与该第二倒锥之间的第三倒锥的第三波导芯。该结构还包括经布置以与该第一波导芯、该第二波导芯、以及该第三波导芯完全重叠的第一板层(slab layer)，以及经布置以与该第一板层完全重叠的第二板层。该第一及第二板层包括介电材料。

在本发明的一个实施例中，提供一种形成边缘耦合器的结构的方法。该方法包括形成具有第一倒锥的第一波导芯，具有第二倒锥的第二波导芯，以及具有横向设置于该第一倒锥与该第二倒锥之间的第三倒锥的第三波导芯。该方法还包括形成具有经设置以与该第一倒锥重叠的第四倒锥的第四波导芯，以及具有经设置以与该第二倒锥重叠的第五倒锥的第五波导芯。

附图说明

包含于并构成本说明书的一部分的附图示例说明本发明的各种实施例，并与上面所作的有关本发明的概括说明以及下面所作的有关该些实施例的详细说明一起用以解释本发明的该些实施例。在该些附图中，类似的附图标记表示不同视图中类似的特征。

图1显示依据本发明的实施例处于制程方法的初始制造阶段的边缘耦合器的结构的顶视图。

图2显示大体沿图1中的线2-2所作的该结构的剖视图。

图3显示处于图1之后的制造阶段的该结构的顶视图。

图4显示大体沿图3中的线4-4所作的该结构的剖视图。

图4A显示大体沿图3中的线4A-4A所作的该结构的剖视图。

图4B显示大体沿图3中的线4B-4B所作的该结构的剖视图。

图5、图5A、图5B显示处于图4、图4A、图5B之后的制造阶段的该结构的剖视图。

图6显示依据本发明的替代实施例处于制程方法的初始制造阶段的边缘耦合器的结构的顶视图。

图7显示大体沿图6中的线7-7所作的该结构的剖视图。

图8显示处于图6之后的制造阶段的该结构的顶视图。

图9显示大体沿图8中的线9-9所作的该结构的剖视图。

图10显示处于图9之后的制造阶段的该结构的剖视图。

图11显示依据本发明的替代实施例的结构的剖视图。

图12显示依据本发明的替代实施例的结构的剖视图。

图13显示依据本发明的替代实施例的结构的剖视图。

具体实施方式

请参照图1、2并依据本发明的实施例，边缘耦合器(例如，光斑尺寸转换器)的结构10包括相对彼此呈三叉戟(trident)布置的波导芯12、14、16。在该三叉戟布置中，波导芯12在波导芯14与波导芯16之间沿横向方向居中布置。波导芯14邻近波导芯12的一侧设置，且波导芯16邻近波导芯12的相对侧设置。

波导芯14截段于相对的端部18、20，且波导芯16也截断于相对的端部22、24。波导芯12截断于端部26，且相对于波导芯14、16沿其纵轴11纵向偏移。尤其，波导芯12的端部26以偏移距离D1纵向偏离波导芯14的端部18及波导芯16的端部22。

波导芯12包括作为终止于端部24的段(section)的倒锥28以及与倒锥28连接(例如，直接连接)的段30。倒锥是指由沿着光源的模式传播的方向对宽度逐渐增加表征的波导芯的锥形段。波导芯12具有宽度尺寸W1及长度尺寸L1。随着与端部24的距离增加，倒锥28的宽度尺寸W1沿长度尺寸L1增加，且段30的宽度尺寸W1可为恒定。波导芯12的段30引导该边缘耦合器所接收的光离开结构10。在一个实施例中，倒锥28的宽度尺寸W1可基于线性函数沿其长度变化，以提供梯形形状。在一个替代实施例中，倒锥28的宽度尺寸W1可基于非线性函数(例如二次(quadratic)、抛物线(parabolic)、正弦(sine)、余弦(cosine)、贝塞尔(Bezier)，或指数函数)沿其长度随曲率变化。波导芯14的端部20及波导芯16的端部24可以偏移距离D2纵向偏离波导芯12的倒锥28与段30的接合处(junction)。

波导芯14包括作为终止于端部18的段的倒锥32，作为终止于相对端部20的段的锥34，以及将倒锥28与锥34连接(例如，直接连接)的中心段36。锥是指由沿着光源的模式传播的方向对宽度逐渐减小表征的波导芯的锥形段。波导芯14具有宽度尺寸W2及长度尺寸L2。倒锥32的宽度尺寸W2随着与端部18的距离增加而增加，且锥34的宽度尺寸W2随着与端部20的距离减小而减小，从而倒锥32与锥34沿相反方向渐窄。中心段36的宽度尺寸W2可沿其长度尺寸L2的部分保持恒定。在一个实施例中，倒锥32及锥34的宽度尺寸W2可基于线性函数沿其长度变化，以提供梯形形状。在一个替代实施例中，倒锥32及锥34的宽度尺寸W2可基于非线性函数(例如二次、抛物线、正弦、余弦、贝塞尔，或指数函数)沿其长度随曲率变化。

波导芯16包括作为终止于端部22的段的倒锥38，作为终止于相对端部24的段的锥40，以及将倒锥38与锥40连接(例如，直接连接)的中心段42。波导芯16具有宽度尺寸W3及长度尺寸L3。在该代表性实施例中，波导芯16的长度尺寸L3可等于波导芯14的长度尺寸L2。在一个实施例中，波导芯16的长度尺寸L3可基本等于波导芯14的长度尺寸L2。

倒锥38的宽度尺寸W3随着与端部22的距离增加而增加，且锥40的宽度尺寸W3随着与端部24的距离减小而减小，从而倒锥38与锥40沿相反方向渐窄。中心段42的宽度尺寸W3可沿其长度尺寸L3的部分恒定或基本恒定。在一个实施例中，倒锥38及锥40的宽度尺寸W3可基于线性函数沿其长度变化，以提供梯形形状。在一个替代实施例中，倒锥38及锥40的宽度尺寸W3可基于非线性函数(例如二次、抛物线、正弦、余弦、贝塞尔，或指数函数)沿其长度随曲率变化。

波导芯14与波导芯16可距离波导芯12的纵轴11沿横向方向等距离设置，以使相应横向间距相等。由于在波导芯12的端部24与波导芯14、16的相应端部18、22之间的纵向偏移，波导芯12的倒锥28仅沿波导芯14、16的相应长度尺寸L2、L3的一部分邻近波导芯14、16。

在替代实施例中，可增加波导芯14、16的数目(例如，为偶数，以保持对称布置)，可改变纵向偏移距离D1、D2，可改变宽度尺寸W1、W2、W3，以及/或者可改变长度尺寸L1、L2、L3。此类设计修改可用以修改结构10与光源(例如，激光器)之间的模式重叠。

波导芯12、14、16可设置于介电层44上。在一个实施例中，介电层44可由二氧化硅组成。在一个实施例中，介电层44可为绝缘体上硅衬底的埋置氧化物层，且该绝缘体上硅衬底还可包括由半导体材料(例如，单晶硅)组成的操作衬底(handle substrate)46。

波导芯12、14、16可由半导体材料例如硅组成。在一个实施例中，可通过利用光刻及蚀刻制程图案化绝缘体上硅衬底的单晶硅装置层来同时形成波导芯12、14、16。在一个替代实施例中，可通过光刻及蚀刻制程自该装置层图案化波导芯12、14、16，而不完全蚀刻穿过该装置层，从而初始形成连接波导芯12、14、16的薄化层。在一个实施例中，可利用单独的一组光刻及蚀刻制程图案化该薄化层，以使各波导芯12、14、16包括其自己独特的薄化层。

请参照图3、4、4A、4B，其中，类似的附图标记表示图1、2中类似的特征，且在下一制造阶段，在波导芯12、14、16及介电层44上方形成介电层50。介电层50可由提供低折射率包覆的介电材料例如二氧化硅组成。介电层50的厚度可大于波导芯12、14、16的厚度，以使波导芯12、14、16可嵌埋于介电层50中。

结构10还包括相对彼此呈三叉戟布置的波导芯52、54、56。介电层50的介电材料在波导芯12、14、16与波导芯52、54、56之间沿垂直方向设置。在该三叉戟布置中，波导芯52在波导芯54与波导芯56之间沿横向方向居中布置。波导芯54邻近波导芯52的一侧设置，且波导芯56邻近波导芯52的相对侧设置。

波导芯54截断于相对的端部58、60，且波导芯56也截断于相对的端部62、64。波导芯52截断于端部66，且相对于波导芯54、56沿其纵轴48纵向偏移。因此，波导芯52的端部66以偏移距离D3纵向偏离波导芯54的端部58及波导芯56的端部62。在一个实施例中，偏移距离D3可等于或大致等于偏移距离D1(图1)。

波导芯52包括作为终止于端部64的段的倒锥68以及与倒锥68连接(例如，直接连接)的段70。波导芯52具有宽度尺寸W4及长度尺寸L4。倒锥68的宽度尺寸W4随着与端部64的距离增加而增加。在一个实施例中，倒锥68的宽度尺寸W4可基于线性函数沿其长度变化，以提供梯形形状。在一个替代实施例中，倒锥68的宽度尺寸W4可基于非线性函数(例如二次、抛物线、正弦、余弦、贝塞尔，或指数函数)沿其长度随曲率变化。

波导芯52在波导芯12上方沿垂直方向堆叠。尤其，波导芯52的倒锥68经设置以与波导芯12的倒锥28重叠，且波导芯52的段70经设置以与波导芯12的段30重叠。在一个实施例中，倒锥68可宽于倒锥28，且倒锥68可经纵向设置以使倒锥68与倒锥28完全重叠。波导芯54的端部60及波导芯56的端部64可以偏移距离D4纵向偏离波导芯52的倒锥68与段70的接合处。在一个实施例中，偏移距离D4可等于或大致等于偏移距离D2(图1)。

波导芯54包括作为终止于端部58的段的倒锥72，作为终止于相对端部60的段的锥74，以及将倒锥72与锥74连接(例如，直接连接)的中心段76。波导芯54具有宽度尺寸W5及长度尺寸L5。倒锥72的宽度尺寸W5随着与端部58的距离增加而增加，且锥74的宽度尺寸W5随着与端部60的距离减小而减小，以使倒锥72与锥74沿相反方向渐窄。中心段76的宽度尺寸W5可沿其长度尺寸L5的部分恒定或基本恒定。在一个实施例中，倒锥72及锥74的宽度尺寸W5可基于线性函数沿其长度变化，以提供梯形形状。在一个替代实施例中，倒锥72及锥74的宽度尺寸W5可基于非线性函数(例如二次、抛物线、正弦、余弦、贝塞尔，或指数函数)沿其长度随曲率变化。

波导芯54在波导芯14上方沿垂直方向堆叠。尤其，波导芯54的倒锥72经设置以与波导芯14的倒锥32重叠，波导芯54的锥74经设置以与波导芯14的锥34重叠，且波导芯54的中心段76经设置以与波导芯14的中心段36重叠。在一个实施例中，波导芯54可宽于波导芯14，且波导芯54可经纵向设置以使倒锥72与倒锥32完全重叠且锥74与锥34完全重叠。

波导芯56包括作为终止于端部62的段的倒锥78，作为终止于相对端部64的段的锥80，以及将倒锥78与锥80连接(例如，直接连接)的中心段82。波导芯56具有宽度尺寸W6及长度尺寸L6。在该代表性实施例中，波导芯56的长度尺寸L6可等于波导芯54的长度尺寸L5。在一个实施例中，波导芯56的长度尺寸L6可基本等于波导芯54的长度尺寸L5。

倒锥78的宽度尺寸W6随着与端部62的距离增加而增加，且锥80的宽度尺寸W6随着与端部64的距离减小而减小，以使倒锥78与锥80沿相反方向渐窄。中心段82的宽度尺寸W6可沿其长度尺寸L6的部分恒定或基本恒定。在一个实施例中，倒锥78及锥80的宽度尺寸W6可基于线性函数沿其长度变化，以提供梯形形状。在一个替代实施例中，倒锥78及锥80的宽度尺寸W6可基于非线性函数(例如二次、抛物线、正弦、余弦、贝塞尔，或指数函数)沿其长度随曲率变化。

波导芯56在波导芯16上方沿垂直方向堆叠。尤其，波导芯56的倒锥78经设置以与波导芯16的倒锥38重叠，波导芯56的锥80经设置以与波导芯16的锥40重叠，且波导芯56的中心段82经设置以与波导芯16的中心段42重叠。在一个实施例中，波导芯56可宽于波导芯16，且波导芯56可经纵向设置以使倒锥78与倒锥38完全重叠且锥80与锥40完全重叠。

波导芯54与波导芯56可距离波导芯52的纵轴48沿横向方向等距离设置，以使相应横向间距相等。由于在波导芯52的端部64与波导芯54、56的相应端部58、62之间的纵向偏移，波导芯52的倒锥68仅沿波导芯54、56的相应长度尺寸L5、L6的一部分邻近波导芯54、56。

在替代实施例中，可增加波导芯54、56的数目(例如，为偶数，以保持对称布置)以例如匹配波导芯14、16的数目，可改变纵向偏移距离D3、D4，可改变宽度尺寸W4、W5、W6，以及/或者可改变长度尺寸L4、L5、L6。此类设计修改可用以修改结构10与光源(例如，激光器)之间的模式重叠。

波导芯52、54、56可由介电材料例如氮化硅组成。可通过利用光刻及蚀刻制程图案化由该介电材料构成的固体层(solid layer)来形成波导芯52、54、56。

波导芯52的段70还包括用以提供与板层71的连接的倒锥。波导芯12的段30在板层71下方连续延伸至该光子芯片的内部。

请参照图5、5A、5B，其中，类似的附图标记表示图4、4A、4B中类似的特征，且在下一制造阶段，在波导芯52、54、56上方形成介电层84。介电层84可由提供低折射率包覆的介电材料例如二氧化硅组成。介电层84的厚度可大于波导芯52、54、56的厚度，以使波导芯52、54、56嵌埋于介电层84中。介电层84可替代在操作衬底46中形成腔体(在其中装配激光器88)时移除的后端工艺(back-end-of-line)堆叠的一部分。

激光器88可提供光源，该光源经配置以发射具有给定波长、强度、模式形状、以及模式尺寸的激光。激光器88邻近波导芯12、14、16的倒锥28、32、38以及波导芯52、54、56的倒锥68、72、78设置。在一个实施例中，波导芯12、14、16及波导芯52、54、56可平行于自激光器88发射的光的方向取向。在一个实施例中，波导芯12、14、16及波导芯52、54、56可经旋转以相对于自激光器88发射的光的方向倾斜一定角度。在一个替代实施例中，光纤可替代激光器88作为光源。

在一个实施例中，激光器88可与结构10邻接。激光器88可由第III-V族化合物半导体材料组成。例如，激光器88可为磷化铟/磷化铟镓砷激光器，其经配置以产生并输出在红外波长范围内的连续激光。例如，激光器88可生成并输出在1310nm的标称峰值波长或在1550nm的标称峰值波长的激光。激光器88可设置于包括结构10的光子芯片上。例如，激光器88可单独制造，且可通过例如倒装芯片接合附着至围绕腔体96(图案化于操作衬底46中)的表面。终止倒锥32的波导芯14的端部18，终止倒锥38的波导芯16的端部22，终止倒锥72的波导芯54的端部58，以及终止倒锥78的波导芯56的端部62邻近腔体96的边缘98设置。终止倒锥28的端部26沿远离腔体96的边缘98的方向相对于端部18、22纵向偏移，且终止倒锥68的端部66沿远离腔体96的边缘98的方向相对于端部58、62纵向偏移。

在本文中所述的结构10的任意实施例中，结构10可集成于包括电子组件及额外光学组件的光子芯片中。例如，该电子组件可包括通过互补金属氧化物半导体(CMOS)前端工艺(front-end-of-line；FEOL)制程制造的场效应晶体管。

在使用期间，来自激光器88的光初始由波导芯14、16引导，波导芯54、56提供增强的光限制及光耦合。在结构10内传播的光到达波导芯12，从而使传播光的模式转变为由所有波导芯12、14、16引导，波导芯52、54、56提供增强的光限制及光耦合。随着倒锥28的宽度增加，以及同时随着波导芯14、16的宽度减小，由波导芯12限制的模式的比例趋向于增加。最后，当波导芯14、16结束时，模式被完全转换为中央的波导芯12，并由波导芯12从结构10引导至芯片内部的光学组件。

结构10提供整体集成的边缘耦合器，以与激光器88进行有效的对接端光耦合。波导芯52、54、56可定义用于加强从激光器88至波导芯12、14、16的光耦合的限制特征(confining feature)。波导芯52、54、56对结构10的贡献可提升与激光器输出的模式匹配(也就是，模式形状及/或模式尺寸的匹配)，从而增强光耦合的效率。波导芯52、54、56的添加可减少该边缘耦合器所呈现的耦合损耗及背向反射，并可提升该边缘耦合器所呈现的传输效率。此外，波导芯52、54、56的形成可与CMOS制程完全兼容。

请参照图6、7并依据本发明的替代实施例，边缘耦合器(也就是，光斑尺寸转换器)的结构10a包括呈三叉戟布置的波导芯12、14、16。波导芯12经修改以截断于与端部26相对的端部27。波导芯12还包括锥31，该锥与段30连接并终止于端部27。

请参照图8、9，其中，类似的附图标记表示图6、7中类似的特征，且在下一制造阶段，结构10a包括呈三叉戟布置的波导芯52、54、56。波导芯52的段70延伸至光子芯片的内部，而不是与板层71连接而终止，从而可将光引导至位于光子芯片上的额外光学组件。波导芯12、14、16充当位于波导芯52、54、56下方的限制特征，以加强从激光器88至波导芯52、54、56的光耦合。

请参照图10，其中，类似的附图标记表示图9中类似的特征，且在下一制造阶段，在波导芯52、54、56上方形成介电层84，并将激光器88装配至光子芯片作为光源。

请参照图11并依据本发明的替代实施例，结构10可经修改以在介电层84上添加额外的一组波导芯53、55、57，它们在构造及构成材料上与波导芯52、54、56相同或基本相同。波导芯53以重叠布置在波导芯52上方沿垂直方向设置，波导芯55以重叠布置在波导芯54上方沿垂直方向设置，以及波导芯57以重叠布置在波导芯56上方沿垂直方向设置。各波导芯53、55、57包括与波导芯52、54、56的段匹配并对应的段。例如，波导芯55包括与波导芯52的倒锥68重叠的倒锥69，波导芯55包括与波导芯54的倒锥72重叠的倒锥73，以及波导芯57包括与波导芯56的倒锥78重叠的倒锥79。与使用单组波导芯52、54、56相比，添加波导芯53、55、57可加强光限制。

请参照图12并依据本发明的替代实施例，底切(undercut)90可形成于操作衬底46中，并可横向延伸于介电层44下方。底切90位于结构10的至少一部分下方。在一个实施例中，底切90可位于整个结构10下方。对于源自激光器88的激光(尤其具有大模式尺寸的激光)，底切90可用以最大限度地降低由衬底引起的泄漏损失。底切90可在介电层44下方自操作衬底46中的腔体96(图5A、5B)(激光器88装配于其中)延伸。

请参照图13并依据本发明的替代实施例，在波导芯12、14、16上方以层堆叠方式布置多个板层92、94，该些板层类似于板层71，但未图案化。板层92、94可由介电材料例如氮化硅组成。板层92、94在波导芯12、14、16上方连续而不间断，以使各板层92、94与波导芯12、14、16完全重叠，且板层92、94彼此完全重叠。在板层92与板层94之间沿垂直方向设置介电层86，其包括不同的材料(例如二氧化硅)。

板层92、94可用以改变自激光器88接收的光的模式形状。例如，椭圆形的模式形状可被压缩为具有较短主轴的形状。

上述方法用于集成电路芯片的制造。制造者可以原始晶圆形式(例如，作为具有多个未封装芯片的单个晶圆)、作为裸芯片，或者以封装形式分配所得的集成电路芯片。可将该芯片与其它芯片、分立电路元件和/或其它信号处理装置集成，作为中间产品或最终产品的部分。该最终产品可为包括集成电路芯片的任意产品，例如具有中央处理器的电脑产品或智能手机。

本文中引用的由近似语言例如“大约”、“大致”及“基本上”所修饰的术语不限于所指定的精确值。该近似语言可对应于用以测量该值的仪器的精度，且除非另外依赖于该仪器的精度，否则可表示所述值的+/-10％。

本文中引用术语例如“垂直”、“水平”等作为示例来建立参考框架，并非限制。本文中所使用的术语“水平”被定义为与半导体衬底的传统平面平行的平面，而不论其实际的三维空间取向。术语“垂直”及“正交”是指垂直于如刚刚所定义的水平的方向。术语“横向”是指在该水平平面内的方向。

与另一个特征“连接”或“耦接”的特征可与该另一个特征直接连接或耦接，或者可存在一个或多个中间特征。如果不存在中间特征，则特征可与另一个特征“直接连接”或“直接耦接”。如存在至少一个中间特征，则特征可与另一个特征“非直接连接”或“非直接耦接”。在另一个特征“上”或与其“接触”的特征可直接在该另一个特征上或与其直接接触，或者可存在一个或多个中间特征。如果不存在中间特征，则特征可直接在另一个特征“上”或与其“直接接触”。如存在至少一个中间特征，则特征可“不直接”在另一个特征“上”或与其“不直接接触”。若一个特征以直接接触或不直接接触方式延伸于另一个特征上方并覆盖其部分，则不同的特征可“重叠”。

对本发明的各种实施例所作的说明是出于示例说明的目的，而非意图详尽无遗或限于所揭示的实施例。许多修改及变更对于本领域的普通技术人员将显而易见，而不背离所述实施例的范围及精神。本文中所使用的术语经选择以最佳解释实施例的原理、实际应用或在市场已知技术上的技术改进，或者使本领域的普通技术人员能够理解本文中所揭示的实施例。

Claims (20)

1.一种边缘耦合器的结构，其特征在于，该结构包括：

第一波导芯，包括第一倒锥；

第二波导芯，包括第二倒锥；

第三波导芯，包括横向设置于该第一倒锥与该第二倒锥间的第三倒锥；

第四波导芯，包括经设置以与该第一倒锥重叠的第四倒锥；以及

第五波导芯，包括经设置以与该第二倒锥重叠的第五倒锥。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括：

操作衬底，包括定义边缘的腔体；

其中，该第四波导芯及该第五波导芯分别包括邻近该腔体的该边缘设置的端部，该第四波导芯的该端部终止该第四倒锥，且该第五波导芯的该端部终止该第五倒锥。

3.如权利要求2所述的结构，其特征在于，还包括：

激光器，邻近该腔体的该边缘设置于该腔体中。

4.如权利要求2所述的结构，其特征在于，该第一波导芯、该第二波导芯、以及该第三波导芯分别包括邻近该腔体的该边缘设置的端部，该第一波导芯的该端部终止该第一倒锥，该第二波导芯的该端部终止该第二倒锥，该第三波导芯的该端部终止该第三倒锥，且终止该第三倒锥的该端部沿远离该腔体的该边缘的方向相对于终止该第一倒锥的该端部以及终止该第二倒锥的该端部纵向偏移。

5.如权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括：

第六波导芯，包括横向设置于该第四倒锥与该第五倒锥间的第六倒锥。

6.如权利要求5所述的结构，其特征在于，该第六倒锥经设置以与该第三倒锥重叠。

7.如权利要求6所述的结构，其特征在于，该第一波导芯、该第二波导芯、以及该第三波导芯包括单晶硅，且该第四波导芯、该第五波导芯、以及该第六波导芯包括氮化硅。

8.如权利要求6所述的结构，其特征在于，该第四波导芯、该第五波导芯、以及该第六波导芯分别包括端部，该第四波导芯的该端部终止该第四倒锥，该第五波导芯的该端部终止该第五倒锥，该第六波导芯的该端部终止该第六倒锥，且终止该第六倒锥的该端部相对于终止该第四倒锥的该端部以及终止该第五倒锥的该端部纵向偏移。

9.如权利要求7所述的结构，其特征在于，该第一波导芯、该第二波导芯、以及该第三波导芯分别包括端部，该第一波导芯的该端部终止该第一倒锥，该第二波导芯的该端部终止该第二倒锥，该第三波导芯的该端部终止该第三倒锥，且终止该第三倒锥的该端部相对于终止该第一倒锥的该端部以及终止该第二倒锥的该端部纵向偏移。

10.如权利要求5所述的结构，其特征在于，该第三倒锥经设置以与该第六倒锥重叠。

11.如权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括：

由介电材料组成的介电层，设置于该第一倒锥与该第四倒锥间且设置于该第二倒锥与该第五倒锥间。

12.如权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括：

第六波导芯，包括经设置以与该第四倒锥重叠的第六倒锥；以及

第七波导芯，包括经设置以与该第五倒锥重叠的第七倒锥。

13.如权利要求12所述的结构，其特征在于，该第一波导芯、该第二波导芯、以及该第三波导芯包括单晶硅，且该第四波导芯、该第五波导芯、该第六波导芯、以及该第七波导芯包括氮化硅。

14.一种边缘耦合器的结构，其特征在于，该结构包括：

第一波导芯，包括第一倒锥；

第二波导芯，包括第二倒锥；

第三波导芯，包括横向设置于该第一倒锥与该第二倒锥间的第三倒锥；

第一板层，经布置以与该第一波导芯、该第二波导芯、以及该第三波导芯完全重叠；以及

第二板层，经布置以与该第一板层完全重叠，

其中，该第一板层及该第二板层包括第一介电材料。

15.如权利要求14所述的结构，其特征在于，该第一介电材料为氮化硅。

16.如权利要求15所述的结构，其特征在于，还包括：

介电层，在该第一板层与该第二板层间沿垂直方向设置，该介电层包括不同于该第一介电材料的第二介电材料。

17.一种形成边缘耦合器的结构的方法，其特征在于，该方法包括：

形成包括第一倒锥的第一波导芯，包括第二倒锥的第二波导芯，以及包括横向设置于该第一倒锥与该第二倒锥间的第三倒锥的第三波导芯；以及

形成包括经设置以与该第一倒锥重叠的第四倒锥的第四波导芯，以及包括经设置以与该第二倒锥重叠的第五倒锥的第五波导芯。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

在操作衬底中形成腔体；

其中，该第四波导芯及该第五波导芯分别包括邻近该腔体的边缘设置的端部，该第四波导芯的该端部终止该第四倒锥，且该第五波导芯的该端部终止该第五倒锥。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：

邻近该腔体的该边缘在该腔体中设置激光器。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：

形成包括横向设置于该第四倒锥与该第五倒锥间的第六倒锥的第六波导芯，

其中，该第六倒锥经设置以与该第三倒锥重叠。

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