CN118295084A - 具有精细对准机构的边缘耦合器 - Google Patents

具有精细对准机构的边缘耦合器 Download PDF

Info

Publication number
CN118295084A
CN118295084A CN202311423352.3A CN202311423352A CN118295084A CN 118295084 A CN118295084 A CN 118295084A CN 202311423352 A CN202311423352 A CN 202311423352A CN 118295084 A CN118295084 A CN 118295084A
Authority
CN
China
Prior art keywords
waveguide core
heater
cavity
dielectric layer
gap
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.)
Pending
Application number
CN202311423352.3A
Other languages
English (en)
Inventor
B·J·帕夫拉克
O·D·雷斯特雷波
K·拉玛钱德兰
卞宇生
E·C席尔瓦
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.)
GlobalFoundries US Inc
Original Assignee
GlobalFoundries US Inc
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 GlobalFoundries US Inc filed Critical GlobalFoundries US Inc
Publication of CN118295084A publication Critical patent/CN118295084A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3502—Optical coupling means having switching means involving direct waveguide displacement, e.g. cantilever type waveguide displacement involving waveguide bending, or displacing an interposed waveguide between stationary waveguides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3566—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details involving bending a beam, e.g. with cantilever
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
    • G02B6/3576—Temperature or heat actuation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3596—With planar waveguide arrangement, i.e. in a substrate, regardless if actuating mechanism is outside the substrate
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12121—Laser
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133—Functions
    • G02B2006/12135—Temperature control
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133—Functions
    • G02B2006/12145—Switch
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12166—Manufacturing methods
    • G02B2006/12176—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02375—Positioning of the laser chips
    • H01S5/02385—Positioning of the laser chips using laser light as reference

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及具有精细对准机构的边缘耦合器，提供包括边缘耦合器的结构以及形成这种结构的方法。该结构包括半导体衬底上的介电层。该介电层包括空腔和限定该空腔的边界的边缘。该结构还包括边缘耦合器，该边缘耦合器包括波导芯。该波导芯包括延伸超过该介电层的该边缘并悬垂于该空腔上方的部分。该结构还包括定位在邻近该波导芯的该部分的加热器。该加热器与该波导芯的该部分间隔开一间隙。

Description

具有精细对准机构的边缘耦合器
技术领域
本公开涉及光子芯片，并且更具体地，涉及包括边缘耦合器的结构以及形成此类结构的方法。
背景技术
光子芯片被用在许多应用和系统中，包括但不限于数据通信系统和数据计算系统。光子芯片将光学组件和电子组件集成到一个统一的平台中。除其他因素外，通过将两种类型的组件集成在同一芯片上可以减少布局面积、成本和操作开销。
边缘耦合器，也称为光斑尺寸转换器(spot-size converter)，是一种通常用于将来自光源(例如激光器或光纤)的给定模式的光耦合到光子芯片上的其他光学组件的光学组件。边缘耦合器可以包括限定具有尖端的倒锥形的波导芯的一区段。在边缘耦合器结构中，倒锥形的窄端在定位靠近光源的尖端处提供了一个小面(facet)，并且倒锥形的宽端连接到波导芯的另一部分，将光路由到光子芯片的光学组件。
当光从光源传输到边缘耦合器时，倒锥体的逐渐变化的横截面积支持与模式转换相关的模式转变和模式大小(mode size)变化。倒锥形的尖端无法完全限制从光源接收的入射模式，因为尖端的横截面积远小于模式大小。因此，入射模式的电磁场的很大一部分分布在倒锥形的尖端周围。随着其宽度的增加，倒锥形可以支持整个入射模式并限制电磁场。
需要包括边缘耦合器的改进结构以及形成这种结构的方法。
发明内容
在本发明的一个实施例中，结构包括半导体衬底上的介电层。该介电层包括空腔和限定该空腔的边界的边缘。该结构还包括边缘耦合器，该边缘耦合器包括波导芯。该波导芯包括延伸超过该介电层的该边缘并悬垂于该空腔上方的部分。该结构还包括定位在邻近该波导芯的该部分的加热器。该加热器与该波导芯的该部分间隔开一间隙。
在本发明的一个实施例中，一种方法包括在设置于半导体衬底上的介电层中形成空腔。该介电层包括限定该空腔的边界的边缘。该方法还包括形成包括波导芯的边缘耦合器。该波导芯包括延伸超过该介电层的该边缘并悬垂于该空腔上方的部分。该方法还包括形成定位在横向方向上邻近该波导芯的该部分的加热器。该加热器与该波导芯的该部分间隔开一间隙。
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是根据本发明实施例的处理方法的初始制造阶段的结构的俯视图。
图2是大体沿图1中的线2-2截取的剖视图。
图2A是大体沿图1中的线2A-2A截取的剖视图。
图3、图3A是在图2、图2A之后的处理方法的制造阶段的结构的剖视图。
图4是根据本发明的替代实施例的结构的俯视图。
图5是根据本发明的替代实施例的结构的剖视图。
具体实施方式
参考图1、2、2A并且根据本发明的实施例，用于边缘耦合器的结构10包括位于介电层14和半导体衬底16上方的波导芯12。在一个实施例中，介电层14可以由诸如二氧化硅的介电材料组成，并且半导体衬底16可以由诸如单晶硅的半导体材料组成。在一个实施例中，介电层14可以是绝缘体上硅衬底的掩埋氧化物层，并且介电层14可以将波导芯12与半导体衬底16完全分离。在替代实施例中，由例如二氧化硅组成的一个或多个附加介电层可以位于波导芯12和介电层14之间。
波导芯12可包括锥形区段18、连接到锥形区段18的区段20、以及终止锥形区段18的端部表面22。波导芯12的锥形区段18和区段20可以沿着纵向轴线21对准。锥形区段18的宽度可随着沿纵向轴线21距端部表面22的距离的增加而增加。波导芯12的区段20可以连接到其他光学组件。在替代实施例中，具有不同锥角的另一个锥形区段可以邻接锥形区段18以限定复合锥体。在一个实施例中，波导芯12可具有约500纳米至1000纳米的宽度和约500纳米至1000纳米的高度。
在一个实施例中，波导芯12可以由折射率大于二氧化硅折射率的材料组成。在一个实施例中，波导芯12可以由半导体材料构成，例如单晶硅或多晶硅。在一个实施例中，波导芯12可以通过利用光刻和蚀刻工艺对由构成材料组成的层进行图案化来形成。在一个实施例中，蚀刻掩模可以通过光刻工艺形成在构成材料的层上方，并且可以通过蚀刻工艺蚀刻该层的未掩模区段。蚀刻掩模的形状决定波导芯12的图案化形状。在一个实施例中，波导芯12可以通过图案化绝缘体上硅衬底的装置层的半导体材料(例如，单晶硅)来形成。在一个实施例中，波导芯12可以通过沉积由构成材料(例如，多晶硅)组成的层并对所沉积的层进行图案化来形成。
结构10可以包括加热器24形式的对准调节机构，其定位成邻近波导芯12。更具体地，加热器24可定位成邻近波导芯12的锥形区段18并与锥形区段18间隔开。加热器24可以与波导芯12的锥形区段18分开具有尺寸D1的间隙。加热器24可以由诸如钨的金属组成，其通过光刻和蚀刻工艺被沉积和图案化以成形。或者，加热器24可以由同样具有类似高热膨胀系数特征的不同金属构成。在一个实施例中，加热器24可以具有大约50微米的宽度和大约300微米的长度，并且尺寸D1的范围可以从大约2微米到大约3微米。
参考图3、图3A，其中相同的附图标记指代图2、图2A中的相同特征，并且在随后的制造阶段，介电层26可以形成在波导芯12和加热器24上方。介电层26可以由诸如二氧化硅的介电材料组成，其折射率小于构成波导芯12的材料的折射率。介电层26可以被沉积并且在沉积之后平坦化。介电层26的部分用介电材料填充加热器24和波导芯12之间的间隙。
形成在介电层26中的接触件28可以物理地和电性地连接到加热器24。接触件28可以由沉积在介电层26中图案化的开口中的金属(例如钨)组成。接触件28可以将加热器24与电源30连接，电源30可以被操作来供应引起加热器24的焦耳加热的电流，使得加热器24的大小可以随着温度的增加而膨胀。
空腔32可以形成在介电层14中，并且空腔33可以形成在半导体衬底16中。空腔33可以通过一种或多种湿蚀刻工艺形成在半导体衬底16中。空腔32可以通过在形成空腔33之后执行的湿蚀刻工艺来形成，并且空腔32、33可以邻接以限定连续且整体的空腔。空腔33设置在空腔32和半导体衬底16之间。介电层14具有边缘35，该边缘35与空腔32接壤，从而限定位于波导芯12的锥形区段18的底切部分19下方的空腔32的边界。波导芯12的锥形区段18的底切部分19延伸超过介电层14的边缘35并且悬垂于邻近介电层14的边缘35的空腔32、33之上。在一个实施例中，锥形区段18的底切部分19相对于边缘35的悬垂距离可以是大约两微米。
在一个实施例中，波导芯12的底切部分19的底表面的至少一部分可以邻接空腔32。与空腔33连通的空腔32缓解了施加在波导芯12的锥形区段18的底切部分19上的机械约束。加热器24设置于介电层14上。在一个实施例中，加热器24可以至少部分地设置在空腔32上方的介电层14上。在一个实施例中，加热器24可以设置在完全位于空腔32上方的介电层14上。
激光芯片34可以设置在空腔33内。空腔33的形状和尺寸可以与激光芯片34的形状和尺寸相关，使得激光芯片34可以插入到空腔33中。在这方面，空腔33的尺寸可以稍微大于激光芯片34的尺寸，以提供用于插入空腔33中的间隙。波导芯12的锥形区段18的端部表面22可定位成邻近来自激光芯片34的激光的输出36。在一个实施例中，来自激光芯片34的输出36可以与波导芯12的锥形区段18的端部表面22对准。在替代实施例中，激光芯片34可以由不同类型的光源替代，例如半导体光放大器。在替代实施例中，激光芯片34可以由不同类型的光源代替，例如光纤，并且空腔33可以具有通过蚀刻工艺形成的V形槽的兼容形状，其特征在于蚀刻速率随晶体取向而变化。
在一个实施例中，激光芯片34可以是混合激光器，其被配置为发射给定波长、强度、模式形状和模式大小的激光。在实施例中，激光芯片34可以包括由III-V族化合物半导体材料构成的激光器。在一个实施例中，激光芯片34可以包括磷化铟/磷化铟镓砷激光器，其被配置为产生红外波长范围内的连续激光以从输出36发射。例如，包括在激光芯片34中的激光器可以生成并从输出端36输出标称峰值波长为1310nm或标称峰值波长为1550nm的激光。
激光芯片34可以具有倒装芯片封装的形式，其通过焊球或凸块在外部组装并附接到光子芯片以提供固定位置。倒装芯片附接工艺可以包括将激光芯片34插入到空腔33中并且回流焊球或凸块中的焊料。在附接之后，激光芯片34可以与机械止动件接触，机械止动件提供所附接的激光芯片34在垂直方向上的被动对准。在一个实施例中，波导芯12的锥形区段18可以与从激光芯片34的输出36发射的光纵向对准。在通过倒装芯片附接进行组装之后，激光芯片34的位置被固定。
在使用中，激光可以从激光芯片34的输出36提供到波导芯12的锥形区段18。操作电源30以向加热器24供应电流，这引起加热器24的焦耳加热，该加热器24由于温度增加和正热膨胀系数而使得大小膨胀。加热器24的大小或尺寸的热膨胀通过介电层26传递到波导芯12的锥形区段18的底切部分19。波导芯12的锥形区段18的底切部分19可以在横向方向上弯曲，如双头箭头40示意性所示。波导芯12的锥形区段18的底切部分19的弯曲可用于调节激光芯片34的输出36与波导芯12的端部表面22的横向对准。在一个实施例中，横向弯曲可以将端部表面22在横向方向上重新定位小于或等于一微米的距离。逻辑反馈回路38可用于调节波导芯12的锥形区段18的底切部分19的横向位置，以在对准过程期间最大化输入到边缘耦合器的激光功率。耦合到电源30的逻辑反馈回路38可以在调整位置时使用片上光检测器(on-chip photodetector)对激光功率进行采样，并且向电源30提供控制信号以改变供应加热器24的电流。加热器24通过改变其尺寸来响应相关的温度变化。在一个实施例中，当在组装期间将激光芯片34安装在空腔33内部时，激光芯片34可以故意不对准，并且电流可以从电源30连续地供应到加热器24，以便提供校正故意的不对准的恒定量的侧向弯曲。
对准机构提供主动的精细对准调节，其克服了由于激光芯片34在腔33内部的固定后组装位置而无法调节激光芯片34的输出36与波导芯12的对准。例如，在组装后操作期间由于老化而发生的不对准可以通过改变从电源30供应到加热器24的电流来补偿，使得波导芯12的锥形区段18的侧向弯曲被改变。
参考图4并且根据替代实施例，结构10的对准调节机构可以修改为包括邻近波导芯12定位的另一个加热器25。更具体地，加热器25可以邻近波导芯12的锥形区段18的底切部分19定位，并且锥形区段18的底切部分19可以在横向方向上位于加热器24和加热器25之间。加热器25与锥形区段18的底切部分19隔开尺寸为D2的间隙。在一个实施例中，锥形区段18的底切部分19和加热器25之间的间隙的尺寸D2可以等于锥形区段18的底切部分19和加热器24之间的间隙的尺寸D1，使得加热器24、25相对于锥形区段18的底切部分19对称地放置。加热器25可以由诸如钨的金属组成，其通过光刻和蚀刻工艺沉积和图案化。加热器25可以设置在介电层14上并且至少部分地设置在空腔32上方。
参考图5并且根据替代实施例，类似于加热器24、25的加热器23可设置在波导芯12的锥形区段18的底切部分19下方的高度处。具体地，加热器23可以设置在半导体衬底16中的空腔33中并且位于锥形区段18的底切部分19下方。介电层14的一区段可以沿垂直方向设置在加热器23和锥形区段18的底切部分19之间。设置在空腔32中的介电层14的区段可以从平行于波导芯12的纵向轴线21的边缘35延伸并且在锥形区段18的底切部分19下方。加热器23在垂直方向上与锥形区段18的底切部分19隔开一间隙，该间隙由介电层14的该区段的介电材料填充。在一个实施例中，间隙的尺寸可以等于或基本等于介电层14的厚度。
加热器23在因加热引起的温度增加而尺寸膨胀时，可操作以弯曲锥形区段18的底切部分19。在一個实施例中，由于加热器23的大小的热膨胀而引起的弯曲可以主要包括垂直分量。加热器23可以与加热器24结合使用，与加热器24、25结合使用，以提供弯曲以调整激光芯片34的输出36与波导芯12的锥形区段18的端部表面22的对准。
如上所述的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)、作为裸管芯，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计算机产品或智能手机。
本文中引用的由近似语言例如“约”、“大约”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面的在该参考框架中的方向。术语“横向”是指在该水平平面内的该参考框架中的方向。
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”。如果一个特征延伸于另一个特征上方并覆盖其部分，则不同的特征“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公开的实施例。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发明构思。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公开的实施例。

Claims (20)

1.一种结构，其特征在于，包括：
半导体衬底；
第一介电层，位于该半导体衬底上，该第一介电层包括第一空腔和限定该第一空腔的边界的边缘；
边缘耦合器，包括波导芯，该波导芯包括延伸超过该第一介电层的该边缘并悬垂于该第一空腔上方的部分；以及
第一加热器，定位在邻近该波导芯的该部分，该第一加热器与该波导芯的该部分间隔开第一间隙。
2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该第一加热器定位在横向方向邻近该波导芯的该部分。
3.如权利要求2所述的结构，其特征在于，还包括：
第二加热器，定位在该横向方向邻近该波导芯的该部分，该第二加热器与该波导芯的该部分间隔开第二间隙。
4.如权利要求3所述的结构，其特征在于，该第二间隙等于该第一间隙。
5.如权利要求3所述的结构，其特征在于，该第一加热器和该第二加热器各自至少部分地定位在该第一空腔上方。
6.如权利要求3所述的结构，其特征在于，该第一加热器与该第二加热器各自定位在该第一介电层上。
7.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该波导芯具有端部表面，并且还包括：
光源，定位在邻近该波导芯的该端部表面，该光源具有被配置为在朝向该波导芯的模式传播方向提供光的光输出。
8.如权利要求7所述的结构，其特征在于，该光源是包括半导体激光器的激光芯片。
9.如权利要求8所述的结构，其特征在于，该第一加热器被配置为响应于通电而尺寸膨胀，使得该波导芯的该部分相对于该光输出而弯曲。
10.如权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括：
第二介电层，位于该波导芯和该第一加热器上方，该第二介电层包括介电材料，并且该介电材料设置在该第一加热器和该波导芯间的该第一间隙中。
11.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该第一加热器至少部分地设置在该第一空腔上方。
12.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该第一加热器完全设置在该第一空腔上方。
13.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该第一加热器定位在该第一介电层上。
14.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该第一加热器定位在该波导芯的该部分下方。
15.如权利要求14所述的结构，其特征在于，还包括：
第二加热器，定位在横向方向邻近该波导芯的该部分，该第二加热器与该波导芯的该部分间隔开第二间隙。
16.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该半导体衬底包括设置在该第一空腔和该波导芯的该部分下方的第二空腔。
17.如权利要求16所述的结构，其特征在于，该第二空腔邻接该第一空腔。
18.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该波导芯的该部分是锥形区段。
19.如权利要求1所述的结构，其特征在于，该波导芯包括单晶硅或多晶硅，并且该第一加热器包括钨。
20.一种方法，其特征在于，包括：
在设置于半导体衬底上的介电层中形成空腔，其中，该介电层包括限定该空腔的边界的边缘；
形成包括波导芯的边缘耦合器，其中，该波导芯包括延伸超过该介电层的该边缘并悬垂于该空腔上方的部分；以及
形成加热器，该加热器定位在横向方向邻近该波导芯的该部分，其中，该加热器与该波导芯的该部分间隔开间隙。
CN202311423352.3A 2023-01-04 2023-10-30 具有精细对准机构的边缘耦合器 Pending CN118295084A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/093,039 US20240219636A1 (en) 2023-01-04 2023-01-04 Edge couplers with a fine-alignment mechanism
US18/093,039 2023-01-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118295084A true CN118295084A (zh) 2024-07-05

Family

ID=88417040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311423352.3A Pending CN118295084A (zh) 2023-01-04 2023-10-30 具有精细对准机构的边缘耦合器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240219636A1 (zh)
EP (1) EP4398010A1 (zh)
CN (1) CN118295084A (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2389457B (en) * 2002-06-07 2006-07-26 Microsaic Systems Ltd Microengineered optical scanner
US6947624B2 (en) * 2003-03-19 2005-09-20 Xerox Corporation MEMS optical latching switch
JP2010164596A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Nec Corp 光機能集積デバイス
GB2554460A (en) * 2016-09-29 2018-04-04 Oclaro Tech Ltd Waveguide structure
US11320718B1 (en) * 2019-09-26 2022-05-03 Apple Inc. Cantilever beam waveguide for silicon photonics device

Also Published As

Publication number Publication date
EP4398010A1 (en) 2024-07-10
US20240219636A1 (en) 2024-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3545346B1 (en) Optical edge coupler with controllable mode field for photonic chip
EP3091379B1 (en) Optical coupling scheme
US7136564B2 (en) Waveguides assembled for transverse-transfer of optical power
US6888989B1 (en) Photonic chip mounting in a recess for waveguide alignment and connection
CN114910998B (zh) 具有多层级式的层的混合边缘耦合器
WO2014093616A1 (en) Fiber optic coupler array
JPH0875957A (ja) 光子装置を結合した光導波路
JP2002520858A (ja) 外部空洞型レーザー
US10416381B1 (en) Spot-size-converter design for facet optical coupling
CN114063211B (zh) 具有部分蚀刻的倒锥的边缘耦合器
US20180284345A1 (en) Photonic Integrated Circuit
EP4155789A1 (en) Mechanisms that transfer light between layers of multi-chip photonic assemblies
JPH09304663A (ja) 光結合回路及びその製造方法
CN116643335A (zh) 邻近光学部件定位的导热特征
US11409040B1 (en) Optical couplers for ridge-to-rib waveguide core transitions
CN111886528B (zh) 制造光子集成电路的方法、光子集成电路及装置
CN118295084A (zh) 具有精细对准机构的边缘耦合器
CN116893472A (zh) 具有非线性锥的边缘耦合器
JP6730583B2 (ja) 光半導体装置及びその製造方法
CN114442224A (zh) 包括具有可调谐折射率的材料的边缘耦合器
US12038610B2 (en) Wafer-level optoelectronic packaging
US11822120B2 (en) Optical components with enhanced heat dissipation
US11982850B2 (en) Optical micro-electromechanical system with flip chip packaging
US11892680B2 (en) Edge couplers with a high-elevation assistance feature
US20230420916A1 (en) Heterogeneously integrated photonic platform with improved thermal performance

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination