DE102020103066A1

DE102020103066A1 - Wellenleiterführungskonfigurationen und verfahren

Info

Publication number: DE102020103066A1
Application number: DE102020103066.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel Mahgerefteh; Ying Luo; Shiyun Lin; Jin-hyoung LEE
Original assignee: Finisar Corp
Current assignee: Finisar Corp
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2040-02-07
Also published as: DE102020103066B4; CN111552029B; US10473858B1; TWI717994B; KR102201856B1; CN111552029A; KR20200097662A; TW202040189A

Abstract

Ein optischer Wellenleiter kann einen Siliciumteil und einen Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist, beinhalten. Der Siliciumteil kann eine Verjüngung beinhalten, die eine Breite des Siliciumteils verringert. Der optische Wellenleiter kann einen Übergang zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter beinhalten. Der Siliciumnitridteil kann optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, auf den Siliciumteil eingrenzen.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Wellenleiterführungskonfigurationen für photonische Siliciumvorrichtungen.
Photonische Siliciumvorrichtungen verwenden Silicium als ein optisches Medium für optische und optoelektronische Vorrichtungen. Bei manchen photonischen Vorrichtungen kann das Silicium auf einer Schicht aus Silicium abgeschieden werden, wobei solche Konfigurationen als Silicium auf Isolator (SOI: Silicon On Insulator) bekannt sind. Das Silicium kann zu photonischen Komponenten oder mikrophotonischen Komponenten strukturiert werden. Photonische Siliciumvorrichtungen können unter Verwendung existierender Halbleiterfertigungstechniken hergestellt werden und, weil Silicium bereits als das Substrat für manche integrierte Schaltkreise verwendet wird, ist es möglich, hybride Vorrichtungen zu erzeugen, in denen optische und elektronische Komponenten auf einen einzigen Mikrochip integriert werden.
Photonische Siliciumvorrichtungen können in optischen Netzen implementiert werden, die verwendet werden, um optische Signale zum Übertragen von Informationen zwischen verschiedenen Knoten eines Telekommunikationsnetzes zu kommunizieren. Um Daten in einem optischen Netz zu übertragen, können die Daten unter Verwendung einer optoelektronischen Vorrichtung von einem elektrischen Signal in ein optisches Signal umgewandelt werden. Optische Netze sind ein Beispiel für eine Umgebung, in der die hier beschriebenen photonischen Siliciumvorrichtungen implementiert werden können. Jedoch können hier beschriebene Konzepte auch in anderen Situationen implementiert werden. Zum Beispiel können photonische Siliciumvorrichtungen in Computerverarbeitung, Sensoren, optischem Routing, Signalverarbeitung oder anderen geeigneten Anwendungen implementiert werden. Die hier offenbarten Ausführungsformen sind auf keine spezielle Umgebung beschränkt, außer dies wird durch Kontext angegeben.
Der beanspruchte Gegenstand ist nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die irgendwelche Nachteile lösen oder die nur in Umgebungen, wie jenen oben beschriebenen, arbeiten. Dieser Hintergrund ist nur bereitgestellt, um Beispiele dafür zu veranschaulichen, wo die vorliegende Offenbarung genutzt werden kann.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Siliciumwellenleiterführung für photonische Siliciumvorrichtungen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein optischer Wellenleiter einen Siliciumteil und einen Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist, beinhalten. Der Siliciumteil kann eine Verjüngung (einen Taper) beinhalten, die eine Breite des Siliciumteils verringert. Der Siliciumnitridteil kann optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, in dem Siliciumteil eingrenzen. Der Siliciumnitridteil kann sich entlang einer Länge der Verjüngung erstrecken und kann eine Breite aufweisen, die entlang der Länge der Verjüngung im Wesentlichen gleich bleibt. Der Siliciumteil kann eine erste Breite auf einer ersten Seite der Verjüngung und eine zweite Breite auf einer zweiten Seite der Verjüngung gegenüber der ersten Seite aufweisen. Die Verjüngung kann den optischen Wellenleiter zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter überführen. Der optische Wellenleiter kann zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter übergehen.
Bei manchen Aspekten können der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil derart voneinander beabstandet sein, dass eine optische Mode in dem Siliciumteil durch den Siliciumnitridteil lateral eingegrenzt wird. Der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil können voneinander beabstandet sein. Der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil können sich für im Wesentlichen die gleiche Länge des optischen Wellenleiters erstrecken. Die Verjüngung kann eine Länge beinhalten, die lang genug ist, um einen Verlust optischer Signale, die sich durch die Verjüngung bewegen, im Wesentlichen zu vermeiden.
Bei manchen Ausführungsformen kann der optische Wellenleiter eine Biegung beinhalten, die nahe der Verjüngung positioniert ist. Die Verjüngung kann optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, von Multimode zu Monomode ändern, um zu erlauben, dass die optischen Signale durch die Biegung geführt werden. Der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil können sich durch die Biegung erstrecken. Die Verjüngung kann eine Breite des Siliciumteils vor der Biegung verringern. Der optische Wellenleiter kann einen Vergrabenes-Oxid-Teil beinhalten. Der Siliciumnitridteil und der Siliciumteil können in dem Vergrabenes-Oxid-Teil positioniert sein.
Bei einer anderen Ausführungsform kann ein optischer Wellenleiter einen Übergang zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter beinhalten. Der Übergang kann einen Siliciumteil, einen Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist, und eine Verjüngung, die eine Breite des Siliciumteils reduziert, beinhalten.
Der optische Wellenleiter kann eine Biegung beinhalten, die die Richtung des optischen Wellenleiters ändert. Der optische Wellenleiter kann einen zweiten Übergang zwischen einem Monomodenwellenleiter zu einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter beinhalten. Der zweite Übergang kann einen zweiten Siliciumteil, einen zweiten Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist, und eine zweite Verjüngung, die eine Breite des zweiten Siliciumteils erhöht, beinhalten. Der Siliciumnitridteil kann optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, auf den Siliciumteil eingrenzen. Der Siliciumnitridteil kann sich entlang einer Länge der Verjüngung erstrecken und kann eine Breite aufweisen, die entlang der Länge der Verjüngung im Wesentlichen gleich bleibt, und die Länge der Verjüngung kann lang genug sein, um einen Verlust optischer Signale, die sich durch die Verjüngung bewegen, im Wesentlichen zu vermeiden.
Diese Kurzdarstellung führt eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form ein, die unten in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Diese Kurzdarstellung soll weder Schlüsselmerkmale oder wesentliche Charakteristiken des beanspruchten Gegenstands identifizieren, noch soll sie als eine Hilfe zum Bestimmen des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht eines Beispiels für einen Wellenleiter.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels für einen Wellenleiter.
3 veranschaulicht die Feldverteilung der optischen Mode eines beispielhaften Wellenleiters.
4A-4C sind Graphen des effektiven Index des Wellenleiters für unterschiedliche Konfigurationen von Siliciumnitrid.
4D ist ein Graph des Modenfelddurchmessers gegenüber der Breite des Siliciumnitrids für unterschiedliche Siliciumnitridindices.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht und eine Draufsicht eines Beispiels für eine Wellenleiterübergangskonfiguration.
6 ist ein Graph eines Bruchteils optischer Signale, die durch einen Wellenleiterübergang übertragen werden, gegenüber der Länge einer Verjüngung.
7 ist eine schematische Draufsicht eines Beispiels für einen Wellenleiter, der den Wellenleiterübergang aus 5 implementiert.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Siliciumwellenleiterführung für photonische Siliciumvorrichtungen.
Photonische Siliciumvorrichtungen verwenden Silicium als ein optisches Medium für optische und optoelektronische Vorrichtungen. Bei manchen photonischen Vorrichtungen kann das Silicium auf einer Schicht aus Silicium abgeschieden werden, wobei solche Konfigurationen als Silicium auf Isolator (SOI) bekannt sind. Das Silicium kann zu photonischen Komponenten oder mikrophotonischen Komponenten strukturiert werden. Photonische Siliciumvorrichtungen können unter Verwendung existierender Halbleiterfertigungstechniken hergestellt werden und, weil Silicium bereits als das Substrat für manche integrierte Schaltkreise verwendet wird, ist es möglich, hybride Vorrichtungen zu erzeugen, in denen optische und elektronische Komponenten auf einen einzigen Mikrochip integriert werden.
Siliciumwellenleiter können in photonischen Siliciumvorrichtungen enthalten sein, um optische Signale zu übertragen oder zu führen. Zusätzlich oder alternativ dazu können Siliciumwellenleiter verwendet werden, um optische Signale zwischen unterschiedlichen photonischen Siliciumvorrichtungen zu übertragen oder zu führen. Typischerweise beinhalten Wellenleiter einen Kern, der von einem Mantel umgeben ist. In Abhängigkeit von der Konfiguration des Wellenleiters können optische Signale, die sich durch den Wellenleiter bewegen, aus verschiedenen Gründen reduziert werden oder verloren gehen. Zum Beispiel können optische Signale, die sich durch Siliciumwellenleiter bewegen, einen Streuungsverlust oder einen Propagationsverlust erfahren.
Bei manchen Konfigurationen können Wellenleiter Kurven, Bögen oder Biegungen beinhalten, um die Richtung der optischen Signale, die sich durch die Wellenleiter bewegen, zu ändern und/oder um die optischen Signale zu speziellen Bereichen oder Komponenten zu lenken (z. B. um unterschiedliche optische Komponenten optisch zu koppeln). Jedoch können Biegungen auch zu Streuungsverlust oder Propagationsverlust führen.
Insbesondere können Siliciumwellenleiter einen relativ hohen Kontrast zwischen dem Brechungsindex des Kerns des Wellenleiters und des Mantels des Wellenleiters aufweisen, was wiederum zu einem Streuungsverlust an der Grenzfläche oder der Grenze zwischen dem Kern und dem Mantel führen kann. Unter manchen Umständen kann ein Propagationsverlust in einem Monomoden-Submikrometer-Siliciumwellenleiter etwa 2 dB/cm betragen. Dementsprechend kann der Propagationsverlust des Führungspfades des Wellenleiters aufgrund des hohen Brechungsindexkontrasts an der Grenze zwischen Kern und Mantel selbst bei Multimodenwellenleitergestaltungen für photonische Siliciumnetze in großen Maßstab relativ hoch sein.
Um einen Propagationsverlust zu verringern, implementieren manche Siliciumwellenleiterkonfigurationen dickere Wellenleiter oder dickere SOIs, um die Mode der optischen Signale besser innerhalb des Kerns des Wellenleiters einzugrenzen und dementsprechend die optische Überlappung an der Grenze zu minimieren. Bei einem Beispiel kann ein Wellenleiter oder ein SOI mit einer Dicke von näherungsweise 3 µm zu einem Propagationsverlust von 0,1 dB/cm führen. Jedoch können größere oder dickere Wellenleiter mehr Platz als kleinere oder dünnere Wellenleiter einnehmen. Außerdem können dickere Wellenleiter zu einer niedrigeren Wellenleiterdichte führen, weil eine kleinere Menge an Wellenleitern in einen gegebenen Bereich passt. Des Weiteren können dickere Wellenleiter relativ größere Biegungen erfordern, um Streuungsverluste zu vermeiden, was auch die Menge an Platz erhöhen kann, den der Wellenleiter erfordert (was z. B. zu einer größeren Grundfläche führt), und die Wellenleiterdichte in einer optischen Vorrichtung verringert.
Unter anderen Umständen können verschiedene Herstellungstechniken, wie etwa Nassoxidation und/oder Stripping, verwendet werden, um die Seitenwände von Wellenleitern zu glätten. Bei einem anderen Beispiel kann Immersionslithographie verwendet werden, um einen Streuungsverlust durch Verbessern der Linienrandrauheit des Wellenleiters zu reduzieren. Solche Konfigurationen können eine Eingrenzung der optischen Signale verbessern und Streuungsverluste verringern, können aber die Komplexität der Fertigung und Herstellungskosten erhöhen.
Entsprechend betrifft die vorliegende Offenbarung Wellenleiterkonfigurationen, die zu einem niedrigen Streuungs- und Propagationsverlust führen. Solche Konfigurationen können kosteneffektiv implementiert werden und erfordern möglicherweise keine teuren und komplizierten Herstellungstechniken. Außerdem können solche Konfigurationen verwendet werden, um verlustarme oder verlustlose Übergänge zwischen Multimoden- und Monomodenwellenleitern bereitzustellen, die wiederum in Kurven, Bögen oder Biegungen zur Wellenleiterführung implementiert werden können.
Manche Ausführungsformen beinhalten siliciumnitridstreifenbelastete Wellenleiter für Siliciumphotonik, die in photonischen Siliciumvorrichtungen oder -netzen implementiert werden können. Wie hier verwendet, verweist ein siliciumnitridstreifenbelasteter Wellenleiter auf einen Wellenleiter mit einem Siliciumnitridstreifen über oder auf einer Siliciumplatte. Bei solchen Konfigurationen kann sich ein Siliciumnitridstreifen über oder auf einer SOI-Schicht befinden, was zu einer relativ starken optischen Eingrenzung (und einem niedrigen Propagationsverlust) in dem Kern des Wellenleiters führt, ohne dass ein Ätzschritt oder andere teure und komplizierte Herstellungstechniken benötigt werden. Die Mode der optischen Signale, die sich durch den belasteten Wellenleiter bewegen, kann hauptsächlich in der Siliciumschicht oder -platte eingegrenzt werden und wird zum Beispiel im Vergleich zu regulären Siliciumwellenleitern keinerlei Streuungsverlust aufgrund einer Rauigkeit einer geätzten Siliciumseite ausgesetzt. Alternativ dazu wird die Mode der optischen Signale, die sich durch den belasteten Wellenleiter bewegen, einen sehr kleinen Streuungsverlust an der Seitenwand des Siliciumnitridstreifens erfahren. Das optische Signal kann eine sehr kleine Überlappung mit der Seitenwand des Siliciumnitrids aufweisen, sodass der Streuungsverlust des belasteten Wellenleiters viel kleiner als eines regulären Siliciumwellenleiters sein kann.
Bei manchen Konfigurationen können die offenbarten Ausführungsformen durch Lithografie mit niedriger Auflösung gebildet werden. Insbesondere kann der streifenbelastete Wellenleiter unter Verwendung von Lithografie mit niedriger Auflösung gebildet werden. Solche Konfigurationen erfordern möglicherweise keine Lithografie mit hoher Auflösung, Nasslithografie oder Seitenwandoxidation, was Fertigungskosten dramatisch reduziert. Außerdem können die offenbarten Ausführungsformen relativ robust gegenüber Verarbeitungsfehlern oder Verarbeitungsvariationen von Brechungsindex, Schichtdicke oder Spaltsteuerung zwischen Siliciumnitrid und Silicium sein. Bei manchen Beispielen können die offenbarten Ausführungsformen in siliciumwellenleiterbasierten Multiplexern, oder Demultiplexern, Gittern aus Wellenleitern in Arrayform, kaskadierten Mach-Zehnder-Interferometern oder anderen optischen Vorrichtungen implementiert werden, um Phasenfehler erheblich zu reduzieren.
Obwohl siliciumnitridstreifenbelastete Wellenleiter als ein Beispiel verwendet werden, können die beschriebenen Konzepte und Konfigurationen mit anderen geeigneten Materialien implementiert werden. Insbesondere können die offenbarten Konfigurationen mit beliebigen kompatiblen Materialien implementiert werden, die geeignete Brechungsindex aufweisen.
1 ist eine schematische Seitenansicht eines Beispiels für einen Wellenleiter 100. Der Wellenleiter 100 beinhaltet eine erste Kurve, einen ersten Bogen oder eine erste Biegung 102 und eine zweite Kurve, einen zweiten Bogen oder eine zweite Biegung 104. Ein erster im Wesentlichen gerader Teil 106 kann vor der Biegung 102 positioniert sein, ein zweiter im Wesentlichen gerader Teil 108 kann zwischen der Biegung 102 und der Biegung 104 positioniert sein und ein dritter im Wesentlichen gerader Teil 110 kann nach der Biegung 104 vorhanden sein.
Bei der veranschaulichten Konfiguration ändert die Biegung 102 die Richtung des Wellenleiters 100 von einer ersten Richtung bei dem Teil 106 zu einer zweiten Richtung transversal zu der ersten Richtung bei dem Teil 108. Wie gezeigt, kann die zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung sein, obwohl andere Konfigurationen implementiert werden können. Die Biegung 104 ändert die Richtung des Wellenleiters 100 von der zweiten Richtung bei dem Teil 108 zu einer dritten Richtung bei dem Teil 110, wobei die dritte Richtung transversal zu der zweiten Richtung ist. Wie gezeigt, kann die dritte Richtung senkrecht zu der zweiten Richtung sein, obwohl andere Konfigurationen implementiert werden können. Bei der gezeigten Konfiguration ist die erste Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der dritten Richtung. Der Teil 110 erstreckt sich parallel zu dem Teil 106. Der Teil 108 erstreckt sich transversal oder senkrecht zu den Teilen 106 und 110.
Der Wellenleiter 100 kann ein siliciumnitridbelasteter Monomodenwellenleiter mit Monomodenübergängen bei den Biegungen 102 und 104 sein. Insbesondere kann der Teil 106 einen siliciumnitridbelasteten Monomodenwellenleiter beinhalten. Der Wellenleiter 100 kann von dem siliciumnitridbelasteten Monomodenwellenleiter bei dem Teil 106 in einen Monomodenwellenleiter vor der Biegung 102 übergehen. Die Biegung 102 kann einen Monomodenwellenleiter beinhalten. Nach der Biegung 102 kann der Wellenleiter 100 zurück in einen siliciumnitridbelasteten Monomodenwellenleiter bei dem Teil 108 übergehen. Der Wellenleiter 100 kann von dem siliciumnitridbelasteten Monomodenwellenleiter bei dem Teil 108 in einen Monomodenwellenleiter vor der Biegung 104 übergehen. Die Biegung 104 kann einen Monomodenwellenleiter beinhalten. Nach der Biegung 104 kann der Wellenleiter 100 zurück in einen siliciumnitridbelasteten Monomodenwellenleiter bei dem Teil 110 übergehen.
Der Wellenleiter 100 kann ein Multimodenwellenleiter mit Monomodenübergängen bei den Biegungen 102 und 104 sein. Insbesondere kann der Teil 106 einen Multimodenwellenleiter beinhalten. Der Wellenleiter 100 kann von dem Multimodenwellenleiter bei dem Teil 106 vor der Biegung 102 in einen Monomodenwellenleiter übergehen. Die Biegung 102 kann einen Monomodenwellenleiter beinhalten. Nach der Biegung 102 kann der Wellenleiter 100 zurück in einen Multimodenwellenleiter bei dem Teil 108 übergehen. Der Wellenleiter 100 kann von dem Multimodenwellenleiter bei dem Teil 108 vor der Biegung 104 in einen Monomodenwellenleiter übergehen. Die Biegung 104 kann einen Monomodenwellenleiter beinhalten. Nach der Biegung 104 kann der Wellenleiter 100 zurück in einen Multimodenwellenleiter bei dem Teil 110 übergehen.
Das Implementieren von siliciumnitridbelasteten Monomodenwellenleitern oder Multimodenwellenleitern mit Monomodenbiegungen, wie etwa die Konfiguration des Wellenleiters 100, kann für eine Führung mit relativ niedrigem Propagationsverlust auf Submikrometer-SOI-Plattformen verwendet werden. Bei der veranschaulichten Konfiguration kann der Propagationsverlust durch den Wellenleiter 100 etwa 0,2 dB/cm betragen, ohne Propagationsverluste einzuschließen, die durch Verjüngungen und eine Biegung des Wellenleiters verursacht werden (z. B. im Vergleich zu einem regulären Wellenleiter, der zu Propagationsverlusten von 2 dB/cm führen kann). Für relativ dünne Wellenleiter oder SOI-Plattformen können reguläre Siliciumwellenleiter hohe Propagationsverluste aufgrund einer reduzierten Gesamteingrenzung optischer Signale, die sich durch den Wellenleiter bewegen, aufweisen. Solche Niveaus von Propagationsverlusten sind möglicherweise zu hoch, um in photonischen Siliciumnetzen mit großem Maßstab implementiert zu werden, weil Wellenleiterführungslängen groß (z. B. einige zehn Zentimeter) sein können und dementsprechend die resultierenden Propagationsverluste zu hoch wären. Entsprechend kann es wünschenswert sein, Konfigurationen mit niedrigeren Niveaus eines Propagationsverlusts zu implementieren, wie etwa die Siliciumnitridbelasteter-Wellenleiter-Konfiguration des Wellenleiters 100 für photonische Siliciumnetze mit großem Maßstab oder andere Anwendungen.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels für einen Wellenleiter 200. Der Wellenleiter 200 kann eine Vergrabenes-Oxid(BOX: Buried OXide)-Schicht 202, eine Siliciumschicht 204, eine Oxidschicht 206, eine Siliciumnitridschicht 208, einen Oxidmantel 210 und einen Siliciumnitridstreifenteil 212 aufweisen. Wie gezeigt, kann der Siliciumnitridstreifenteil 212 in dem und um den Oxidmantel 210 (z. B. Oxid-Gate oder Oxidschicht) herum positioniert sein. Die BOX-Schicht 206 kann Siliciumdioxid (SiO₂) oder ein anderes geeignetes Oxid beinhalten.
Bei dem veranschaulichten Beispiel kann die Höhe der BOX-Schicht 202 2 µm betragen, kann die Höhe der Siliciumschicht 204 160 nm betragen, kann die Höhe der Oxidschicht 206 3,5 nm betragen, kann die Höhe der Siliciumnitridschicht 208 10 nm betragen und kann die Höhe des Oxid-Gates 210 600 nm betragen, obwohl andere Konfigurationen implementiert werden können. Die BOX-Schicht 202 kann einen Brechungsindex von 1,453 aufweisen, die Siliciumschicht 204 kann einen Brechungsindex von 3,476 aufweisen, die Oxidschicht 206 kann einen Brechungsindex von 1,452 aufweisen, die Siliciumnitridschicht 208 kann einen Brechungsindex von 1,933 aufweisen, der Oxidmantel 210 kann einen Brechungsindex von 1,454 aufweisen und der Siliciumnitridstreifenteil 212 kann einen Brechungsindex von 1,928 aufweisen. Die Siliciumschicht 204 kann eine Kernschicht sein, wobei ein Großteil der optischen Mode in der Siliciumschicht 204 eingegrenzt wird. Der Siliciumnitridstreifenteil 212 kann strukturiert sein und kann eine Eingrenzung für die optische Mode auf eine ähnliche Weise wie ein Rippenwellenleiter bereitstellen. Die Zwischenschichten beinhalten die Siliciumnitridschicht 208 und die Oxidschicht 206 kann enthalten sein, um Prozess- oder Herstellungsanforderungen zu genügen.
In typischen Wellenleiterkonfigurationen kann die Siliciumschicht geätzt werden, um die optischen Signale, die sich durch den Wellenleiter bewegen, einzugrenzen. Jedoch beinhalten die offenbarten Ausführungsformen Konfigurationen, die kein Ätzen in einer Siliciumschicht 204 erfordern.
3 veranschaulicht die Feldverteilung der optischen Mode eines beispielhaften Wellenleiters 300. Der Wellenleiter 300 kann beliebige geeignete Aspekte einschließen, die mit Bezug auf den Wellenleiter 200 aus 2 beschrieben sind. Wie veranschaulicht, beinhaltet der Wellenleiter 300 einen Siliciumteil 304 und einen Siliciumnitridteil 302, der über dem Siliciumteil 304 positioniert ist. In 3 repräsentiert die X-Achse Abmessungen des Wellenleiters in Mikrometer in einer ersten Richtung und repräsentiert die Y-Achse Abmessungen des Wellenleiters in Mikrometer in einer zweiten Richtung. 3 veranschaulicht die Modenintensität optischer Signale 306, die sich durch den Wellenleiter 300 bewegen, wie durch die Skala 0,0 - 1,0 angegeben ist.
Bei der veranschaulichten Konfiguration ist der Siliciumnitridteil 302 implementiert, um einen Propagationsverlust der optischen Signale 306, die sich durch den Siliciumteil 304 bewegen, zu reduzieren. Insbesondere ist der Siliciumnitridteil 302 über dem Siliciumteil 304 positioniert, so dass die Mode der optischen Signale in dem Siliciumteil 304 eingegrenzt wird, weil Silicium im Vergleich zu Siliciumnitrid einen höheren Brechungsindex aufweist. Effektiv kann der Siliciumnitridteil 302 zusammen mit dem Siliciumteil 304 als ein Rippenwellenleiter wirken. Bei solchen Konfigurationen ist kein Ätzen in dem Siliciumteil 304 notwendig, weil die laterale Eingrenzung durch den oberen Siliciumnitridteil 302 bereitgestellt wird. Bei solchen Konfigurationen erfahren die optischen Signale 306, die sich durch den Siliciumteil 304 bewegen, im Wesentlichen keinen Streuungsverlust.
Bei manchen Konfigurationen können der Siliciumteil 304 und der Siliciumnitridteil 302 voneinander beabstandet sein (siehe zum Beispiel 2). Wenn der Spalt zwischen dem Siliciumteil 304 und dem Siliciumnitridteil 302 klein genug ist, gibt es mehr Wechselwirkungen zwischen den zwei Materialien. Bei solchen Konfigurationen kann ein kleinerer Spalt zwischen dem Siliciumnitridteil 302 und dem Siliciumteil 304 implementiert werden, um sicherzustellen, dass die optische Mode in der Siliciumschicht lateral durch den Siliciumnitridteil 302 eingegrenzt werden kann.
4A-4C sind Graphen des effektiven Index des Wellenleiters für unterschiedliche Konfigurationen von Siliciumnitrid. Insbesondere können 4A-4C den effektiven Index der optischen Mode in dem Siliciumteil 304 aus 3 für unterschiedliche Konfigurationen des Siliciumnitridteils 302 repräsentieren. In 4A-4C kann die X-Achse die Breite des Siliciumnitrids in Mikrometer repräsentieren und kann die Y-Achse den effektiven Index der optischen Mode in dem siliciumnitridbelasteten Wellenleiter repräsentieren.
Wie in 4A-4C angegeben, ist der effektive Index der optischen Mode sehr fehlertolerant gegenüber Prozessvariationen und/oder Charakteristikänderungen in Siliciumnitrid. Da die Mode der optischen Signale in dem Silicium 306 eingegrenzt ist, ist insbesondere der effektive Index des Wellenleiters sehr fehlertolerant (z. B. ändert sich sehr wenig), wenn die Charakteristiken des Siliciumnitrids variiert werden.
4A veranschaulicht den Unterschied des effektiven Index des Wellenleiters für Siliciumnitrid mit einem Index von 1,928, der bei 402 angegeben ist, gegenüber Siliciumnitrid mit einem Index von 1,978, der bei 404 angegeben ist. Wie gezeigt, ändert sich der effektive Index der optischen Mode für eine Indexänderung von 0,05 um weniger als 0,0004.
4B veranschaulicht den Unterschied des effektiven Index des Wellenleiters für Siliciumnitrid mit einer Dicke von 550 nm, der bei 406 angegeben ist, gegenüber Siliciumnitrid mit einer Dicke von 750 nm, der bei 408 angegeben ist. Wie gezeigt, ändert sich der effektive Index der optischen Mode für eine Dickenänderung von 200 nm um weniger als 0,0002.
4C veranschaulicht den Unterschied des effektiven Index des Wellenleiters für unterschiedliche Spaltgrößen zwischen Siliciumnitrid und Silicium. Zum Beispiel kann der Spalt der Spalt zwischen dem Siliciumnitridstreifenteil 212 und der Siliciumschicht 204 aus 2 sein. Insbesondere veranschaulicht 4C den Unterschied des effektiven Index des Wellenleiters für einen Spalt von 17 nm, der bei 412 angegeben ist, gegenüber einem Spalt von 27 nm, der bei 410 angegeben ist. Wie gezeigt, ändert sich der effektive Index der optischen Mode für eine Spaltgrößenänderung von 10 nm um weniger als 0,007.
Charakteristiken des Siliciumnitrids, wie etwa seine Dicke, sein Index und seine Spaltgröße, können verschieden von Prozessvariationen beim Bilden des Wellenleiters sein. Da die Mode der optischen Signale auf das Silicium eingegrenzt ist, ändert sich jedoch, wie in 4A-4C gezeigt, der effektive Index des Wellenleiters sehr wenig, wenn die Charakteristiken des Siliciumnitrids variiert werden.
4D ist ein Graph des Modenfelddurchmessers gegenüber der Breite des Siliciumnitrids für unterschiedliche Siliciumnitridindices. Insbesondere ist die X-Achse die Breite des Siliciumnitrids in Mikrometer und ist die Y-Achse der Modenfelddurchmesser in Mikrometer. 4D veranschaulicht den Unterschied des Modenfelddurchmessers für Siliciumnitrid mit einem Index von 1,928, der bei 414 angegeben ist, gegenüber dem Modenfeldurchmesser für Siliciumnitrid mit einem Index von 1,98, der bei 416 angegeben ist. Wie in 4D gezeigt, wird der Durchmesser des optischen Modenfeldes hauptsächlich durch die Siliciumnitridbreite und Siliciumdicke bestimmt und wird weniger durch den Siliciumnitridindex und die Siliciumnitriddicke beeinflusst. Wie gezeigt, ist der Modenfelddurchmesser am kleinsten, wenn die Breite des Siliciumnitrids 1,2 µm beträgt.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht und eine Draufsicht eines Beispiels für einen Übergang eines Wellenleiters 500. Insbesondere beinhaltet der obere Teil aus 5 eine Seitenquerschnittsansicht und ist der untere Teil aus 5 eine Draufsicht des Wellenleiterübergangs 500. Wie veranschaulicht, kann der Übergang 500 einen Siliciumnitridteil 502 und einen Siliciumteil 504 beinhalten. Der Siliciumnitridteil 502 kann über dem Siliciumteil 504 positioniert sein, wie zum Beispiel in der Seitenquerschnittsansicht gezeigt ist. Der Wellenleiterübergang 500 kann einen Vergrabenes-Oxid(BOX)-Teil 506 beinhalten, wobei der Siliciumnitridteil 502 und der Siliciumteil 504 darin positioniert sind.
Wie in der Seitenquerschnittsansicht gezeigt, kann bei manchen Konfigurationen der Siliciumnitridteil 502 eine Höhe von 550 nm aufweisen und kann der Siliciumteil 504 eine Höhe von 160 nm aufweisen, obwohl andere Konfigurationen implementiert werden können. Wie in der Draufsicht gezeigt, kann der Siliciumnitridteil 502 die Länge des Wellenleiterübergangs 500 erweitern und kann eine Breite aufweisen, die entlang der Länge des Wellenleiterübergangs 500 im Wesentlichen gleich bleibt. Der Siliciumteil 504 beinhaltet eine Verjüngung 508, so dass die Breite des Siliciumteils 504 entlang der Länge des Wellenleiterübergangs 500 abnimmt. Insbesondere beinhaltet der Siliciumteil 504 eine erste Breite auf einer ersten Seite der Verjüngung 508 und eine zweite Breite auf einer zweiten Seite der Verjüngung 508 gegenüber der ersten Seite. Wie gezeigt, kann die erste Breite größer als die zweite Breite sein und kann die Verjüngung 508 die Breite des Siliciumteils 504 verringern.
Der Wellenleiterübergang 500 kann ermöglichen, dass ein Wellenleiter zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter übergeht. Bei manchen Konfigurationen kann der Wellenleiterübergang 500 ermöglichen, dass ein Wellenleiter zwischen einem belasteten Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter übergeht, um zu ermöglichen, dass der Wellenleiter durch eine Kurve, einen Bogen oder eine Biegung geführt wird, wie unten ausführlicher beschrieben ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Wellenleiterübergang 500 ermöglichen, dass ein Wellenleiter zwischen einem Monomodenwellenleiter und einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter übergeht, nachdem der Wellenleiter durch eine Kurve, einen Bogen oder eine Biegung geführt wurde.
Der Wellenleiterübergang 500 benötigt keine Änderung oder Verjüngung in dem Siliciumnitridteil 502 und beinhaltet eine einzige Verjüngung (z. B. die Verjüngung 508) in dem Siliciumteil 504 und kann daher relativ einfach herzustellen sein.
Wenn sich optische Signale durch den Wellenleiterübergang 500 bewegen, kann der Siliciumnitridteil 502 die optischen Signale in dem belasteten Wellenleiter vor der Verjüngung 508 eingrenzen, kann die Verjüngung 508 die optischen Signale von einer belasteten in eine Monomode in dem Siliciumteil 504 ändern, um zu ermöglichen, dass der Wellenleiter durch eine Kurve, einen Bogen oder eine Biegung geführt wird. Entsprechend kann die Verjüngung 508 die Mode der optischen Signale von Multimode zu Monomode umwandeln.
Der Siliciumteil 504 kann an dem Rand vollständig geätzt sein. Zum Beispiel kann der Siliciumteil 504 eine Ätzung beinhalten, die 160 nm tief ist. Die Ausgabe nach der Verjüngung 508 kann ein Monomodenstreifensiliciumwellenleiter sein. Der Siliciumteil 504 kann an den Seiten teilweise geätzt sein. Zum Beispiel kann der Siliciumteil 504 eine Ätzung beinhalten, die auf den Seiten 110 nm tief ist. Die Ausgabe nach der Verjüngung 508 kann ein Monomodenrippensiliciumwellenleiter zum Beispiel mit einer 50 nm dicken Platte auf beiden Seiten des Wellenleiters sein.
Die Verjüngung 508 kann eine Länge L1 aufweisen. Die Länge L1 kann so gewählt werden, dass sie lang genug ist, um einen Verlust optischer Signale, die sich durch die Verjüngung 508 bewegen, zu vermeiden. Bei einem Beispiel kann die Verjüngung 508 eine Länge von 60 Mikrometer oder mehr oder 100 Mikrometer oder mehr aufweisen, um einen Verlust der optischen Signale, die sich durch die Verjüngung 508 bewegen, zu vermeiden.
6 ist ein Graph des Bruchteils optischer Signale, die durch den Wellenleiterübergang 500 übertragen werden, gegenüber der Länge L1 der Verjüngung 508. Insbesondere repräsentiert die Y-Achse den Bruchteil übertragener optischer Signale (wobei z. B. 1 alle übertragenen Signale ist) und ist die X-Achse die Länge L1 der Verjüngung 508. Wie in 6 gezeigt, kann ein Verlust minimiert werden, indem die Länge des Übergangs erhöht wird und bei Längen von 60 Mikrometer oder mehr ist der Bruchteil von übertragenen Signale nahe zu 1, so dass bei solchen Konfigurationen beinahe alle der optischen Signale durch den Wellenleiterübergang 500 übertragen werden.
7 ist eine schematische Draufsicht eines Beispiels für einen Wellenleiter 700, der den Wellenleiterübergang 500 aus 5 implementiert. Wie veranschaulicht, beinhaltet der Wellenleiter 700 eine Kurve, einen Bogen oder eine Biegung 702, die/der zwischen im Wesentlichen geraden Teilen vor und nach der Biegung 702 positioniert ist. Der Wellenleiter 700 beinhaltet den Wellenleiterübergang 500 aus 5, um die optischen Signale von Multimode zu Monomode zu ändern, um zu ermöglichen, dass optische Signale durch die Biegung 702 geführt werden. Der Wellenleiter 700 beinhaltet einen zweiten Wellenleiterübergang 550, der einen Siliciumnitridteil 552 und einen Siliciumteil 554 beinhaltet. Der Wellenleiterübergang 550 kann beliebige der mit Bezug auf den Wellenleiterübergang 500 beschrieben Aspekte beinhalten. Jedoch kann der Wellenleiterübergang 550 die optischen Signale von optischen Monomodensignalen zu optischen Signalen eines belasteten Wellenleiters nach der Biegung 702 ändern.
Zum Beispiel kann der Wellenleiterübergang 550 eine Verjüngung beinhalten, so dass die Breite des Siliciumteils 554 entlang der Länge des Wellenleiterübergangs 550 zunimmt. Insbesondere beinhaltet der Siliciumteil 554 eine erste Breite auf einer ersten Seite der Verjüngung und eine zweite Breite auf einer zweiten Seite der Verjüngung gegenüber der ersten Seite. Die erste Breite kann kleiner als die zweite Breite sein und die Verjüngung die Breite des Siliciumteils 554 erhöhen. Bei solchen Konfigurationen kann die Verjüngung die optischen Signale von optischen Monomodensignalen zu optischen Signalen eines belasteten Wellenleiters nach der Biegung 702 ändern. Entsprechend kann der Übergang 550 den Wellenleiter zwischen einem Monomodenwellenleiter und einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter ändern.
Bei solchen Konfigurationen kann der Wellenleiter 700 wie gewünscht, zum Beispiel mit Kurven, Bögen oder Biegungen, geführt werden. Außerdem können solche Konfigurationen verwendet werden, um verlustarme oder verlustlose Übergänge zwischen Multimoden- und Monomodenwellenleitern bereitzustellen, die wiederum in Verbindung mit Kurven, Bögen oder Biegungen zur Wellenleiterführung implementiert werden können. Solche Konfigurationen können kosteneffektiv implementiert werden und erfordern möglicherweise keine teuren und komplizierten Herstellungstechniken.
Außerdem kann die Konfiguration des Wellenleiters 700 zu einer relativ starken optischen Eingrenzung (und einem niedrigen Propagationsverlust) in dem Kern des Wellenleiters 700 führen, ohne dass ein Ätzschritt oder andere teure und komplizierte Herstellungstechniken benötigt werden. Bei solchen Konfigurationen wird die Mode der optischen Signale, die sich durch den Wellenleiter 700 bewegen, eingegrenzt und wird keinerlei wesentlichen Streuungsverlust erfahren.
Bei manchen Konfigurationen kann der Wellenleiter 700 durch Lithografie mit niedriger Auflösung gebildet werden. Solche Konfigurationen erfordern möglicherweise keine Lithografie mit hoher Auflösung, Nasslithografie oder Seitenwandoxidation, was Fertigungskosten dramatisch reduziert. Außerdem kann die Konfiguration des Wellenleiters 700 relativ robust gegenüber Verarbeitungsfehlern oder Verarbeitungsvariationen von Brechungsindex, Schichtdicke oder Spaltsteuerung zwischen Siliciumnitrid und Silicium sein. Bei manchen Aspekten kann der Wellenleiter 700 in siliciumwellenleiterbasierten Multiplexern, oder Demultiplexern, Gittern aus Wellenleitern in Arrayform, kaskadierten Mach-Zehnder-Interferometern oder anderen optischen Vorrichtungen implementiert werden, um Phasenfehler erheblich zu reduzieren.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein optischer Wellenleiter einen Siliciumteil und einen Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist, beinhalten. Der Siliciumteil kann eine Verjüngung beinhalten, die eine Breite des Siliciumteils verringert. Der Siliciumnitridteil kann optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, in dem Siliciumteil eingrenzen. Der Siliciumnitridteil kann sich entlang einer Länge der Verjüngung erstrecken und kann eine Breite aufweisen, die entlang der Länge der Verjüngung im Wesentlichen gleich bleibt. Der Siliciumteil kann eine erste Breite auf einer ersten Seite der Verjüngung und eine zweite Breite auf einer zweiten Seite der Verjüngung gegenüber der ersten Seite aufweisen. Die Verjüngung kann den optischen Wellenleiter zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter überführen. Der optische Wellenleiter kann zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter übergehen.
Bei manchen Aspekten können der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil derart voneinander beabstandet sein, dass eine optische Mode in dem Siliciumteil durch den Siliciumnitridteil lateral eingegrenzt wird. Der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil können voneinander beabstandet sein. Der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil können sich für im Wesentlichen die gleiche Länge des optischen Wellenleiters erstrecken. Die Verjüngung kann eine Länge beinhalten, die lang genug ist, um einen Verlust optischer Signale, die sich durch die Verjüngung bewegen, im Wesentlichen zu vermeiden.
Bei manchen Ausführungsformen kann der optische Wellenleiter eine Biegung beinhalten, die nahe der Verjüngung positioniert ist. Die Verjüngung kann optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, von Multimode zu Monomode ändern, um zu erlauben, dass die optischen Signale durch die Biegung geführt werden. Der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil können sich durch die Biegung erstrecken. Die Verjüngung kann eine Breite des Siliciumteils vor der Biegung verringern. Der optische Wellenleiter kann einen Vergrabenes-Oxid-Teil beinhalten. Der Siliciumnitridteil und der Siliciumteil können in dem Vergrabenes-Oxid-Teil positioniert sein.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein optischer Wellenleiter einen Übergang zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter beinhalten. Der Übergang kann einen Siliciumteil, einen Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist, und eine Verjüngung, die eine Breite des Siliciumteils reduziert, beinhalten.
Der optische Wellenleiter kann eine Biegung beinhalten, die die Richtung des optischen Wellenleiters ändert. Der optische Wellenleiter kann einen zweiten Übergang zwischen einem Monomodenwellenleiter zu einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter beinhalten. Der zweite Übergang kann einen zweiten Siliciumteil, einen zweiten Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist, und eine zweite Verjüngung, die eine Breite des zweiten Siliciumteils erhöht, beinhalten. Der Siliciumnitridteil kann optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, in dem Siliciumteil eingrenzen. Der Siliciumnitridteil kann sich entlang einer Länge der Verjüngung erstrecken und kann eine Breite aufweisen, die entlang der Länge der Verjüngung im Wesentlichen gleich bleibt, und die Länge der Verjüngung kann lang genug sein, um einen Verlust optischer Signale, die sich durch die Verjüngung bewegen, im Wesentlichen zu vermeiden.
Die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Begriffe und Wörter sind nicht auf die buchstäblichen Bedeutungen beschränkt, sondern werden lediglich dazu verwendet, ein klares und konsistentes Verständnis der Offenbarung zu ermöglichen. Es versteht sich, dass die Singularformen „ein“, „eine“, „einer“ und „der/die/das“ Pluralbezüge umfassen, es sei denn, dass der Zusammenhang klar anderes vorgibt. Beispielsweise beinhaltet eine Bezugnahme auf „eine Komponentenoberfläche“ eine Bezugnahme auf eine oder mehrere solche Oberflächen.
Wie hier verwendet, verweist eine „elektrische Komponente“ auf eine Komponente, die Elektrizität einschließt, verweist eine „optische Komponente“ auf eine Komponente, die elektromagnetische Strahlung (z. B. sichtbares Licht oder andere) einschließt und verweist eine „optoelektronische Komponente“ auf eine Komponente, die sowohl elektrische Signale als auch optische Signale und/oder die Umwandlung elektrischer Signale in optische Signale und umgekehrt einschließt.
Mit dem Begriff „im Wesentlichen“ ist gemeint, dass das/der dargelegte Charakteristikum, Parameter oder Wert nicht exakt erreicht werden müssen, sondern, dass Abweichungen oder Variationen, einschließlich beispielsweise Toleranzen, Messfehler, Messgenauigkeitsbeschränkungen und anderer dem Fachmann bekannter Faktoren, in Mengen/Stärken auftreten können, die die Auswirkung, die das Charakteristikum liefern sollte, nicht ausschließen.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung können in anderen Formen umgesetzt werden, ohne von deren Wesen oder grundlegenden Charakteristika abzuweichen. Von daher sollen die beschriebenen Aspekte in allen Hinsichten als veranschaulichend und nicht beschränkend angesehen werden. Der beanspruchte Erfindungsgegenstand ist eher durch die angehängten Ansprüche als mittels der vorhergehenden Beschreibung angegeben. Alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche fallen, sind innerhalb von deren Schutzumfang eingeschlossen.

Claims

Optischer Wellenleiter, der Folgendes umfasst: einen Siliciumteil; und einen Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist; wobei der Siliciumteil eine Verjüngung beinhaltet, die eine Breite des Siliciumteils verringert.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei der Siliciumnitridteil optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, auf den Siliciumteil eingrenzt.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei sich der Siliciumnitridteil entlang einer Länge der Verjüngung erstreckt und eine Breite aufweist, die entlang der Länge der Verjüngung im Wesentlichen gleich bleibt.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei der Siliciumteil eine erste Breite auf einer ersten Seite der Verjüngung und eine zweite Breite auf einer zweiten Seite der Verjüngung gegenüber der ersten Seite aufweist.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei die Verjüngung den optischen Wellenleiter zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter überführt.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei der optische Wellenleiter zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter übergeht.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil derart voneinander beabstandet sind, dass eine optische Mode in dem Siliciumteil durch den Siliciumnitridteil lateral eingegrenzt wird.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil voneinander beabstandet sind.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei sich der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil für im Wesentlichen die gleiche Länge des optischen Wellenleiters erstrecken.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, wobei die Verjüngung eine Länge aufweist, die lang genug ist, um einen Verlust optischer Signale, die sich durch die Verjüngung bewegen, im Wesentlichen zu vermeiden.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, der ferner eine Biegung umfasst, die nahe der Verjüngung positioniert ist, wobei die Verjüngung optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, von Multimode zu Monomode ändert, um zu erlauben, dass die optischen Signale durch die Biegung geführt werden.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, der ferner eine Biegung umfasst, wobei sich der Siliciumteil und der Siliciumnitridteil durch die Biegung erstrecken.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 12, wobei die Verjüngung eine Breite des Siliciumteils vor der Biegung verringert.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, der ferner einen Vergrabenes-Oxid-Teil umfasst, wobei der Siliciumnitridteil und der Siliciumteil in dem Vergrabenes-Oxid-Teil positioniert sind.
Optischer Wellenleiter, der Folgendes umfasst: einen Übergang zwischen einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter und einem Monomodenwellenleiter, wobei der Übergang Folgendes umfasst: einen Siliciumteil; einen Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist; und eine Verjüngung, die eine Breite des Siliciumteils verringert.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 15, der ferner eine Biegung umfasst, die die Richtung des optischen Wellenleiters ändert.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 15, der ferner einen zweiten Übergang zwischen einem Monomodenwellenleiter zu einem belasteten Monomoden- oder Multimodenwellenleiter umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 17, wobei der zweite Übergang Folgendes umfasst: einen zweiten Siliciumteil; einen zweiten Siliciumnitridteil, der über dem Siliciumteil positioniert ist; und eine zweite Verjüngung, die eine Breite des zweiten Siliciumteils verringert.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 15, wobei der Siliciumnitridteil optische Signale, die sich durch den optischen Wellenleiter bewegen, auf den Siliciumteil eingrenzt.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 15, wobei sich der Siliciumnitridteil entlang einer Länge der Verjüngung erstreckt und eine Breite aufweist, die entlang der Länge der Verjüngung im Wesentlichen gleich bleibt, und die Länge der Verjüngung lang genug ist, um einen Verlust optischer Signale, die sich durch die Verjüngung bewegen, im Wesentlichen zu vermeiden.