DE102021132231A1

DE102021132231A1 - Kantenkoppler im back-end-of-line-stapel eines photonikchips

Info

Publication number: DE102021132231A1
Application number: DE102021132231.6A
Authority: DE
Inventors: Yusheng Bian; Roderick A. Augur; Kenneth J. Giewont; Karen Nummy
Original assignee: GlobalFoundries US Inc
Current assignee: GlobalFoundries US Inc
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2022-07-21
Also published as: US20220229250A1; CN114815046A; US11662523B2

Abstract

Strukturen umfassend einen Kantenkoppler und Verfahren zum Bilden einer Struktur umfassend einen Kantenkoppler. Die Struktur umfasst einen Wellenleiterkern über einer dielektrischen Schicht und einen Back-End-of-Line-Stapel über der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiterkern. Der Back-End-of-Line-Stapel umfasst eine Seitenkante und eine trunkierte Schicht, die mit einer verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns überlappt ist. Die trunkierte Schicht weist eine erste Endoberfläche angrenzend an die Seitenkante und eine zweite Endoberfläche über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns auf. Die trunkierte Schicht ist von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche verjüngt.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft Photonikchips und insbesondere Strukturen umfassend einen Kantenkoppler und Verfahren zum Bilden einer Struktur umfassend einen Kantenkoppler.
Photonikchips werden in zahlreichen Anwendungen, wie Datenkommunikationssystemen und Datenberechnungssystemen verwendet. Ein Photonikchip integriert optische Komponenten, wie etwa Wellenleiter, optische Schalter, Koppler und Modulatoren, und elektronische Komponenten, wie etwa Feldeffekttransistoren, in eine vereinigte Plattform. Durch die Integration von beiden Komponententypen auf Chip-Ebene können, neben anderen Faktoren, Layoutbereich, Kosten und betrieblicher Overhead reduziert werden.
Ein Photonikchip kann einen Mehrschichtstapel umfassen, der durch Back-End-of-Line-Prozessierung über den optischen Komponenten und elektronischen Komponenten gebildet wird. Der Mehrschichtstapel weist Zwischenschicht-Dielektrikum-Schichten, die in verschiedenen Niveaus angeordnet sind, und Metalllinien auf, die in den Zwischenschicht-Dielektrikum-Schichten platziert sind. Die Zwischenschicht-Dielektrikum-Schichten stellen eine elektrische Isolation bereit, und die Metalllinien sind durch Durchkontaktierungen vertikal zwischenverbunden. Bei konventionellen Photonikchips sind optische Komponenten, wie Gitterkoppler oder Wellenleiter, nicht in dem Mehrschichtstapel platziert. Stattdessen werden optische Komponenten während Middle-of-Line- und Front-End-of-Line-Prozessierungen gebildet, auf die eine Back-End-of-Line-Prozessierung folgt, um den Mehrschichtstapel zu bilden.
Ein Kantenkoppler wird gewöhnlich zum Koppeln von Laserlicht zwischen einer Optikfaser und optischen Komponenten auf dem Photonikchip verwendet. Der Kantenkoppler kann eine verengte Sektion eines Wellenleiterkerns umfassen, der eine signifikant kleinere Modengröße als das von der Optikfaser empfangene Laserlicht aufweist. Kantenkoppler werden während Middle-of-Line- und Front-End-of-Line-Prozessierungen zusammen mit anderen optischen Komponenten des Photonikchips gefertigt. Aufgrund der großen Modengrößen-Fehlanpassung führt eine direkte Stoßkopplung zwischen der Optikfaser und dem Kantenkoppler zu einem erheblichen Leistungsverlust.
Verbesserte Strukturen umfassend einen Kantenkoppler und Verfahren zum Bilden einer Struktur umfassend einen Kantenkoppler werden benötigt.
KURZER ABRISS
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Struktur für einen Kantenkoppler bereitgestellt. Die Struktur umfasst einen Wellenleiterkern über einer dielektrischen Schicht und einen Back-End-of-Line-Stapel über der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiterkern. Der Back-End-of-Line-Stapel umfasst eine Seitenkante und eine trunkierte Schicht, die mit einer verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns überlappt ist. Die trunkierte Schicht weist eine erste Endoberfläche angrenzend an die Seitenkante und eine zweite Endoberfläche über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns auf. Die trunkierte Schicht ist von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche verjüngt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden einer Struktur für einen Kantenkoppler bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bilden eines Wellenleiterkerns über einer dielektrischen Schicht und das Bilden eines Back-End-of-Line-Stapels über der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiterkern. Der Back-End-of-Line-Stapel umfasst eine Seitenkante und eine trunkierte Schicht, die mit einer verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns überlappt ist, die trunkierte Schicht weist eine erste Endoberfläche angrenzend an die Seitenkante und eine zweite Endoberfläche über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns auf, und die trunkierte Schicht ist von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche verjüngt.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung einbezogen sind und einen Teil von ihr darstellen, veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung und dienen, zusammen mit einer oben gegebenen allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen, dazu, die Ausführungsformen der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den verschiedenen Ansichten.

1 ist eine Ansicht von oben einer Struktur in einem anfänglichen Fertigungsstadium eines Prozessierungsverfahrens gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht der Struktur insgesamt entlang einer Linie 2-2 in 1.
3 ist eine Ansicht von oben der Struktur in einem Fertigungsstadium anschließend an 1.
4 ist eine Querschnittsansicht der Struktur insgesamt entlang einer Linie 4-4 in 3.
5 ist eine Ansicht von oben der Struktur in einem Fertigungsstadium anschließend an 3.
6 ist eine Querschnittsansicht der Struktur insgesamt entlang einer Linie 6-6 in 5.
7 ist eine Ansicht von oben der Struktur in einem Fertigungsstadium anschließend an 5.
8 ist eine Querschnittsansicht der Struktur insgesamt entlang einer Linie 8-8 in 7.
9 ist eine Ansicht von oben der Struktur in einem Fertigungsstadium anschließend an 7.
10 ist eine Querschnittsansicht der Struktur insgesamt entlang einer Linie 10-10 in 9.
11 ist eine Querschnittsansicht einer Struktur gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung.
12 ist eine Ansicht von oben einer Struktur gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die 1, 2 und gemäß Ausführungsformen der Erfindung umfasst eine Struktur 10 für einen Mehrschicht-Kantenkoppler einen Wellenleiterkern 12, der eine verjüngte Sektion 14 mit einer gegebenen Länge aufweist, die an einer Endoberfläche 16 endet. Die verjüngte Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 kann sich längsgerichtet entlang einer Längsachse 18 erstrecken. Die verjüngte Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 kann eine Breitendimension aufweisen, die mit einer Position entlang der Längsachse 18 variiert, und die eine minimale Breite aufweist, die an der Endoberfläche 16 derart auftritt, dass die verjüngte Sektion 14 in einer Richtung zu der Endoberfläche 16 hin verjüngt ist. Bei einer Ausführungsform nimmt die Breitendimension der verjüngten Sektion 14 mit zunehmendem Abstand von der Endoberfläche 16 zu. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension der verjüngten Sektion 14 über ihre Länge basierend auf einer linearen Funktion variieren. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Breitendimension der verjüngten Sektion 14 über ihre Länge basierend auf einer nichtlinearen Funktion, wie etwa einer quadratischen, parabolischen oder exponentiellen Funktion, variieren.
Der Wellenleiterkern 12 kann von einem einkristallinen Halbleitermaterial umfasst sein, wie etwa einkristallinem Silizium. Bei einer Ausführungsform kann das einkristalline Halbleitermaterial von einer Vorrichtungsschicht eines Silizium-auf-Isolator (silicon-on-insulator; SOI)-Substrats stammen, die ferner eine dielektrische Schicht 20, die durch eine vergrabene Oxidschicht bereitgestellt wird, und ein Substrat 22 umfasst, das von einem einkristallinen Halbleitermaterial, wie etwa einkristallinem Silizium, umfasst ist. Der Wellenleiterkern 12 kann während einer Front-End-of-Line-Prozessierung durch Lithografie- und Ätzprozesse von der Vorrichtungsschicht strukturiert werden. Der Wellenleiterkern 12 und seine verjüngte Sektion 14 sind in einer gegebenen Schicht oder Niveau über der dielektrischen Schicht 20 und dem Substrat 22 positioniert und können in direktem Kontakt mit der dielektrischen Schicht 20 positioniert sein.
Die Endoberfläche 16 der verjüngten Sektion 14 ist angrenzend an eine Seitenkante 19 der dielektrischen Schicht 20 und des Substrats 22 positioniert. Die Endoberfläche 16 ist auch angrenzend an eine Seitenkante 49 (9) eines Back-End-of-Line-Stapels 48 positioniert, der anschließend im Prozessfluss gebildet wird. Jedoch ist die Endoberfläche 16 seitlich von den Seitenkanten 19, 49 um einen Abstand beabstandet, der größer als der konventionelle Abstand ist, aufgrund von Abschnitten der Struktur 10, die in verschiedenen Niveaus des Back-End-of-Line-Stapels 48 gebildet sind und die zum Funktionieren der Struktur 10 als ein Kantenkoppler beitragen.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Wellenleiterkern 12 von einem anderen Material als einkristallinem Silizium umfasst sein. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Wellenleiterkern 12 von Siliziumnitrid umfasst sein, das abgeschieden und strukturiert ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Wellenleiterkern 12 eine verbundene Plattenschicht umfassen, die durch teilweises Ätzen während einer Strukturierung hergestellt wird.
Unter Bezugnahme auf die 3, 4, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den 1, 2 beziehen, und in einem nachfolgenden Fertigungsstadium, werden dielektrische Schichten 24, 26, 28 über dem Wellenleiterkern 12 und der dielektrischen Schicht 20 gebildet. Die dielektrischen Schichten 24, 28 können von Siliziumdioxid umfasst sein, und die dielektrische Schicht 26 kann von Siliziumnitrid umfasst sein. Das Siliziumdioxid, das die dielektrischen Schichten 24, 28 umfasst, kann durch plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung unter Verwendung von Ozon und Tetraethylorthosilicat (TEOS) als Reaktanten gebildet werden. Alternativ kann das Siliziumdioxid, das eine oder mehrere der dielektrischen Schichten 24, 28 umfasst, fluoriert werden, indem Fluor als zusätzlicher Reaktant während einer plasmaunterstützten chemischen Dampfabscheidung zugegeben wird. Alternativ kann das Siliziumdioxid, das die dielektrischen Schichten 24, 28 umfasst, gestapelte Unterschichten umfassen, die Tetraethylorthosilicat-Siliziumdioxid und fluoriertes Tetraethylorthosilicat-Siliziumdioxid enthalten. Die dielektrische Schicht 26 kann einen Brechungsindex aufweisen, der größer ist als die jeweiligen Brechungsindizes der dielektrischen Schichten 24, 28, und die jeweiligen Brechungsindizes der dielektrischen Schichten 24, 26, 28 können kleiner sein als der Brechungsindex des Wellenleiterkerns 12.
Eine trunkierte Schicht 30 ist auf der dielektrischen Schicht 28 positioniert. Die trunkierte Schicht 30 hat eine endliche Länge und ist an ihren gegenüberliegenden Enden durch Endoberflächen 32, 33 abgeschlossen. Die trunkierte Schicht 30 erstreckt sich entlang einer Längsachse 31 und hat Seitenoberflächen 34, 35, die sich längsgerichtet von der Endoberfläche 32 zu der Endoberfläche 33 erstrecken. Bei einer Ausführungsform kann die Längsachse 31 der trunkierten Schicht 30 parallel zu der Längsachse 18 des Wellenleiterkerns 12 ausgerichtet sein.
Die trunkierte Schicht 30 kann von der Endoberfläche 32 zu der Endoberfläche 33 verjüngt sein, so dass die Breitendimension zwischen den Seitenoberflächen 34, 35 mit zunehmendem Abstand von der Endoberfläche 32 und von der Seitenkante 49 (9) des Back-End-of-Line-Stapels 48 abnimmt. Die trunkierte Schicht 30 kann in einer der Verjüngung der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 entgegengesetzten Richtung verjüngt sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 30 über ihre gesamte Länge mit einer Breitendimension verjüngt sein, die mit einer Position entlang der Längsachse 31 variiert und eine minimale Breite an der Endoberfläche 33 aufweist. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 30 gleich dem etwa 0,05-fachen bis etwa 1-fachen der Wellenlänge des Lichts (z.B. 1310 Nanometer oder 1550 Nanometer) sein, das von der Struktur 10 von einer Optikfaser empfangen wird. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 30 eine Dicke aufweisen, die gleich dem etwa 0,03-fachen bis etwa 0,2-fachen der Wellenlänge des Lichts ist, das von der Struktur 10 von der Optikfaser empfangen wird. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 30 basierend auf einer linearen Funktion variieren, um eine trapezoide Form bereitzustellen. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 30 basierend auf einer nichtlinearen Funktion, wie etwa einer quadratischen, parabolischen oder exponentiellen Funktion, variieren.
Die dielektrischen Schichten 24, 26, 28, die durch Middle-of-Line-Prozessierung gebildet werden können, können Kontakte umfassen, die mit elektronischen Komponenten, wie Feldeffekttransistoren, und aktiven optischen Komponenten, wie etwa einem Mach-Zehnder-Modulator, gekoppelt sind. Die trunkierte Schicht 30 kann aus einer Schicht strukturiert sein, die durch Back-End-of-Line-Prozessierung in dem Back-End-of-Line-Stapel 48 gebildet wird.
Die trunkierte Schicht 30 ist von einem Material umfasst, das eine andere Zusammensetzung hat als die Materialien der dielektrischen Schichten 24, 26, 28 und das während der Back-End-of-Line-Prozessierung verfügbar ist. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 30 von Silizium-Kohlenstoff-Nitrid (z.B. stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid (SiCN)) umfasst sein, das durch chemische Dampfabscheidung oder plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung unter Verwendung von Reaktanten, die Silizium, Kohlenstoff und Stickstoff liefern, abgeschieden wird. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 30 von hydriertem Silizium-Kohlenstoff-Nitrid (z.B. hydriertem, stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid (SiCNH)) umfasst sein, das durch chemische Dampfabscheidung oder durch plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung unter Verwendung von Reaktanten, die Silizium, Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff liefern, abgeschieden wird. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 30 von einem dielektrischen Material umfasst sein, das einen Brechungsindex aufweist, der größer als oder gleich 1,65 ist.
Die trunkierte Schicht 30 ist in einer gegebenen Schicht oder Niveau in dem Back-End-of-Line-Stapel 48 über der dielektrischen Schicht 20 an dem Substrat 22 positioniert. Das Niveau der trunkierten Schicht 30 unterscheidet sich in der Höhe über der dielektrischen Schicht 20 vom Niveau des Wellenleiterkerns 12 und seiner verjüngten Sektion 14. Die trunkierte Schicht 30 überlappt mit einem Abschnitt der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 über einen Abstand d1, der einen Bruchteil der Gesamtlänge der trunkierten Schicht 30 ausmacht. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 30 über der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 zentriert sein. Die schmalere Endoberfläche 33 der trunkierten Schicht 30 ist über der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 positioniert. Die breitere Endoberfläche 32 der trunkierten Schicht 30 ist angrenzend an die Seitenkante 49 (9) des Back-End-of-Line-Stapels 48 und die Seitenkante 19 der dielektrischen Schicht 20 und des Substrats 22 positioniert.
Unter Bezugnahme auf die 5, 6, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den 3, 4 beziehen, und in einem nachfolgenden Fertigungsstadium, wird eine dielektrische Schicht 38 über der trunkierten Schicht 30 und der dielektrischen Schicht 28 gebildet. Die dielektrische Schicht 38 kann von Siliziumdioxid (z.B. Tetraethylorthosilicat-Siliziumdioxid und/oder fluoriertem Tetraethylorthosilicat-Siliziumdioxid) umfasst sein, das durch chemisch-mechanisches Polieren abgeschieden und planarisiert wird.
Eine trunkierte Schicht 40 ist auf der dielektrischen Schicht 38 positioniert. Die trunkierte Schicht 40 hat eine endliche Länge und ist an ihren gegenüberliegenden Enden durch Endoberflächen 42, 43 abgeschlossen. Die trunkierte Schicht 40 erstreckt sich entlang einer Längsachse 41 und hat Seitenoberflächen 44, 45, die sich längsgerichtet von der Endoberfläche 42 bis zu der Endoberfläche 43 erstrecken. Bei einer Ausführungsform kann die Längsachse 41 parallel zu den Längsachsen 18, 31 ausgerichtet sein.
Die trunkierte Schicht 40 kann von der Endoberfläche 42 zu der Endoberfläche 43 verjüngt sein, so dass die Breitendimension zwischen den Seitenoberflächen 44, 45 mit zunehmendem Abstand von der Endoberfläche 42 und von der Seitenkante 49 (9) des Back-End-of-Line-Stapels 48 abnimmt. Die trunkierte Schicht 40 kann in einer zu der Verjüngung der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 entgegengesetzten Richtung und in derselben Richtung wie die Verjüngung der trunkierten Schicht 30 verjüngt sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 40 über ihre gesamte Länge mit einer Breitendimension verjüngt sein, die mit einer Position entlang der Längsachse 41 variiert und die eine minimale Breite an der Endoberfläche 43 aufweist. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 40 gleich dem etwa 0,05-fachen bis etwa 0,3-fachen der Wellenlänge des Lichts (z.B. 1310 Nanometer oder 1550 Nanometer) sein, das von der Struktur 10 von einer Optikfaser empfangen wird. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 40 eine Dicke aufweisen, die gleich dem etwa 0,03-fachen bis etwa 0,2-fachen der Wellenlänge des Lichts ist, das von der Struktur 10 von der Optikfaser empfangen wird. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 40 basierend auf einer linearen Funktion variieren, um eine trapezoide Form bereitzustellen. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 40 basierend auf einer nichtlinearen Funktion, wie etwa einer quadratischen, parabolischen oder exponentiellen Funktion, variieren.
Die trunkierte Schicht 40 kann von einem dielektrischen Material umfasst sein, das die gleiche Zusammensetzung aufweist wie das dielektrische Material der trunkierten Schicht 30. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 40 entweder von stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid oder von hydriertem stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid umfasst sein. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 30 von einem dielektrischen Material umfasst sein, das einen Brechungsindex aufweist, der größer als oder gleich 1,65 ist. Die trunkierte Schicht 40 kann aus einer Schicht strukturiert sein, die durch Back-End-of-Line-Prozessierung in dem Back-End-of-Line-Stapel 48 gebildet ist.
Die trunkierte Schicht 40 ist in einer gegebenen Schicht oder Niveau in dem Back-End-of-Line-Stapel 48 über der dielektrischen Schicht 20 an dem Substrat 22 positioniert. Das Niveau der trunkierten Schicht 40 unterscheidet sich in der Höhe über der dielektrischen Schicht 20 vom Niveau des Wellenleiterkerns 12 und seiner verjüngten Sektion 14 und unterscheidet sich auch in der Höhe über der dielektrischen Schicht 20 vom Niveau der trunkierten Schicht 30. Die schmalere Endoberfläche 43 der trunkierten Schicht 40 ist über der verjüngten Sektion 14 der trunkierten Schicht 30 positioniert und ist auch über der trunkierten Schicht 30 positioniert. Die breitere Endoberfläche 42 der trunkierten Schicht 40 ist angrenzend an die Seitenkante 49 (9) des Back-End-of-Line-Stapels 48 und die Seitenkante 19 der dielektrischen Schicht 20 und des Substrats 22 positioniert.
Die trunkierte Schicht 40 überlappt mit einem Abschnitt der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 um einen Abstand d2. Bei einer Ausführungsform kann der Abstand d2 geringer sein als der Abstand d1 der Überlappung zwischen der trunkierten Schicht 30 und der verjüngten Sektion 14. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 40 über der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 40 über der trunkierten Schicht 30 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 40 über der trunkierten Schicht 30 und der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 zentriert sein.
Unter Bezugnahme auf die 7, 8, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den 5, 6 beziehen, und in einem nachfolgenden Fertigungsstadium wird eine dielektrische Schicht 46 über der trunkierten Schicht 40 und der dielektrischen Schicht 38 gebildet. Die dielektrische Schicht 46 kann von Siliziumdioxid (z.B. Tetraethylorthosilicat-Siliziumdioxid und/oder fluoriertem Tetraethylorthosilicat-Siliziumdioxid) umfasst sein, das durch chemisch-mechanisches Polieren abgeschieden und planarisiert wird.
Eine trunkierte Schicht 50 ist auf der dielektrischen Schicht 46 positioniert. Die trunkierte Schicht 50 hat eine endliche Länge und ist an ihren gegenüberliegenden Enden durch Endoberflächen 52, 43 abgeschlossen. Die trunkierte Schicht 50 erstreckt sich entlang einer Längsachse 51 und hat Seitenoberflächen 54, 55, die sich längsgerichtet von der Endoberfläche 52 zu der Endoberfläche 53 erstrecken. Bei einer Ausführungsform kann die Längsachse 51 parallel zu den Längsachsen 18, 31, 41 ausgerichtet sein.
Die trunkierte Schicht 50 kann von der Endoberfläche 52 zu der Endoberfläche 53 verjüngt sein, so dass die Breitendimension zwischen den Seitenoberflächen 54, 55 mit zunehmendem Abstand von der Endoberfläche 52 und von der Seitenkante 49 (9) des Back-End-of-Line-Stapels 48 abnimmt. Die trunkierte Schicht 50 kann in einer zu der Verjüngung der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 entgegengesetzten Richtung und in derselben Richtung wie die Verjüngung der trunkierten Schichten 30, 40 verjüngt sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 über ihre gesamte Länge mit einer Breitendimension verjüngt sein, die mit einer Position entlang der Längsachse 51 variiert und die eine minimale Breite, w3, an der Endoberfläche 53 aufweist. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 50 basierend auf einer linearen Funktion variieren, um eine trapezoide Form bereitzustellen. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 50 basierend auf einer nichtlinearen Funktion, wie etwa einer quadratischen, parabolischen oder exponentiellen Funktion, variieren.
Die trunkierte Schicht 50 kann von einem dielektrischen Material umfasst sein, das die gleiche Zusammensetzung aufweist wie das/die dielektrische(n) Material(ien) der trunkierten Schichten 30, 40. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 entweder von stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid oder von hydriertem stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid umfasst sein. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 von einem dielektrischen Material umfasst sein, das einen Brechungsindex aufweist, der größer als oder gleich 1,65 ist. Die trunkierte Schicht 50 kann aus einer Schicht strukturiert sein, die durch Back-End-of-Line-Prozessierung in dem Back-End-of-Line-Stapel 48 gebildet wird.
Die trunkierte Schicht 50 kann einen Schlitz 58 umfassen, der sich parallel zu der Längsachse 51 erstreckt. Bei einer Ausführungsform kann sich der Schlitz 58 entlang der gesamten Länge der trunkierten Schicht 50 erstrecken, so dass die trunkierte Schicht 50 in unterschiedene Sektionen unterteilt ist. Bei einer Ausführungsform kann der Schlitz 58 die gesamte Dicke der trunkierten Schicht 50 durchdringen. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 durch den Schlitz 58 halbiert sein. Die trunkierte Schicht 40, die unter der trunkierten Schicht 50 positioniert ist, kann mit dem Schlitz 58 ausgerichtet sein. Bei einer Ausführungsform kann die Breite der trunkierten Schicht 40 geringer oder gleich der Breite des Schlitzes 58 sein. Bei einer Ausführungsform kann die Breite der trunkierten Schicht 40 größer als die Breite des Schlitzes 58 sein, um eine überlappende Anordnung mit Streifen der trunkierten Schicht 50, die an die Kanten 57, 59 des Schlitzes 58 angrenzen, bereitzustellen. Die trunkierte Schicht 30, die auch unter der trunkierten Schicht 50 positioniert ist, kann mit dem Schlitz 58 ausgerichtet sein. Bei einer Ausführungsform kann die Breite der trunkierten Schicht 30 größer sein als die Breite des Schlitzes 58, um eine überlappende Anordnung mit Streifen der trunkierten Schicht 50 zu schaffen, die an die Kanten 57, 59 des Schlitzes 58 angrenzen. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension des Schlitzes 58 gleich dem etwa 0,5- bis etwa 0,3-fachen der Wellenlänge des Lichts (z.B. 1310 Nanometer oder 1550 Nanometer) sein, das von der Struktur 10 von einer Optikfaser empfangen wird. Bei einer Ausführungsform ist die Breitendimension des Schlitzes 58 über seine Länge konstant. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Breitendimension des Schlitzes 58 verjüngt sein. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension jeder Sektion der trunkierten Schicht 50 größer als das 0,6-fache der Wellenlänge des Lichts sein, das von der Struktur 10 von der Optikfaser empfangen wird. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 eine Dicke aufweisen, die gleich etwa dem 0,03- bis etwa 0,2-fachen der Wellenlänge des Lichts ist, das von der Struktur 10 von der Optikfaser empfangen wird.
Die trunkierte Schicht 50 ist in einer gegebenen Schicht oder Niveau in dem Back-End-of-Line-Stapel 48 über der dielektrischen Schicht 20 an dem Substrat 22 positioniert. Das Niveau der trunkierten Schicht 50 unterscheidet sich in der Höhe über der dielektrischen Schicht 20 vom Niveau des Wellenleiterkerns 12 und seines verjüngten Abschnitts 14 und unterscheidet sich in der Höhe über der dielektrischen Schicht 20 von den jeweiligen Niveaus der trunkierten Schichten 30, 40. Die schmalere Endoberfläche 53 der trunkierten Schicht 50 ist über der verjüngten Sektion 14 der trunkierten Schicht 30 und auch über den trunkierten Schichten 30, 40 positioniert. Die breitere Endoberfläche 52 der trunkierten Schicht 50 ist angrenzend an die Seitenkante 49 (9) des Back-End-of-Line-Stapels 48 und die Seitenkante 19 der dielektrischen Schicht 20 und des Substrats 22 positioniert.
Die trunkierte Schicht 50 überlappt mit einem Abschnitt der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 um einen Abstand d3. Bei einer Ausführungsform kann der Abstand d3 geringer als der Abstand d2 der Überlappung zwischen der trunkierten Schicht 40 und der verjüngten Sektion 14 und geringer als der Abstand d1 der Überlappung zwischen der trunkierten Schicht 30 und der verjüngten Sektion 14 sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 über der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 über einer der oder beiden trunkierten Schichten 30, 40 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 über beiden trunkierten Schichten 30, 40 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 50 über den trunkierten Schichten 30, 40 und der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann der Schlitz 58 in der trunkierten Schicht 50 über der trunkierten Schicht 30, der trunkierten Schicht 40 und/oder der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 zentriert sein.
Unter Bezugnahme auf die 9, 10, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den 7, 8 beziehen, und in einem nachfolgenden Fertigungsstadium wird eine dielektrische Schicht 56 über der trunkierten Schicht 50 und der dielektrischen Schicht 46 gebildet. Die dielektrische Schicht 56 kann von Siliziumdioxid (z.B. Tetraethylorthosilicat-Siliziumdioxid und/oder fluoriertem Tetraethylorthosilicat-Siliziumdioxid) umfasst sein, das durch chemisch-mechanisches Polieren abgeschieden und planarisiert wird.
Eine trunkierte Schicht 60 ist auf der dielektrischen Schicht 56 positioniert. Die trunkierte Schicht 60 hat eine endliche Länge und ist an ihren gegenüberliegenden Enden durch Endoberflächen 62, 63 abgeschlossen. Die trunkierte Schicht 60 erstreckt sich entlang einer Längsachse 61 und hat Seitenoberflächen 64, 65, die sich längsgerichtet von der Endoberfläche 62 zu der Endoberfläche 63 erstrecken. Bei einer Ausführungsform kann die Längsachse 61 parallel zu den Längsachsen 18, 31, 41, 51 ausgerichtet sein.
Die trunkierte Schicht 60 kann von der Endoberfläche 62 zu der Endoberfläche 63 verjüngt sein, so dass die Breitendimension zwischen den Seitenoberflächen 64, 65 mit zunehmendem Abstand von der Endoberfläche 62 und von der Seitenkante 49 des Back-End-of-Line-Stapels 48 abnimmt. Die trunkierte Schicht 60 kann in einer zu der Verjüngung der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 entgegengesetzten Richtung und in derselben Richtung wie die Verjüngung der trunkierten Schichten 30, 40, 50 verjüngt sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 über ihre gesamte Länge mit einer Breitendimension verjüngt sein, die mit einer Position entlang der Längsachse 61 variiert und die eine minimale Breite an der Endoberfläche 63 aufweist. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 60 gleich dem etwa 0,05-fachen bis etwa 0,3-fachen der Wellenlänge des Lichts (z.B. 1310 Nanometer oder 1550 Nanometer) sein, das von der Struktur 10 von einer Optikfaser empfangen wird. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 eine Dicke aufweisen, die gleich dem etwa 0,03-fachen bis etwa 0,2-fachen der Wellenlänge des Lichts ist, das von der Struktur 10 von der Optikfaser empfangen wird. Bei einer Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 60 basierend auf einer linearen Funktion variieren, um eine trapezoide Form bereitzustellen. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Breitendimension der trunkierten Schicht 60 basierend auf einer nichtlinearen Funktion, wie etwa einer quadratischen, parabolischen oder exponentiellen Funktion, variieren.
Die trunkierte Schicht 60 kann von einem dielektrischen Material umfasst sein, das die gleiche Zusammensetzung aufweist wie das/die dielektrische(n) Material(ien) der trunkierten Schichten 30, 40, 50. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 entweder von stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid oder von hydriertem stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid umfasst sein. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 von einem dielektrischen Material umfasst sein, das einen Brechungsindex aufweist, der größer als oder gleich 1,65 ist. Die trunkierte Schicht 60 kann aus einer Schicht strukturiert sein, die durch Back-End-of-Line-Prozessierung in dem Back-End-of-Line-Stapel 48 gebildet wird.
Die trunkierte Schicht 60 ist in einer gegebenen Schicht oder Niveau in dem Back-End-of-Line-Stapel 48 über der dielektrischen Schicht 20 an dem Substrat 22 positioniert. Das Niveau der trunkierten Schicht 60 unterscheidet sich in der Höhe über der dielektrischen Schicht 20 vom Niveau des Wellenleiterkerns 12 und seines verjüngten Abschnitts 14 und unterscheidet sich in der Höhe über der dielektrischen Schicht 20 von den jeweiligen Niveaus der trunkierten Schichten 30, 40, 50. Die schmalere Endoberfläche 63 der trunkierten Schicht 60 ist über der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 und auch über den trunkierten Schichten 30, 40, 50 positioniert. Die breitere Endoberfläche 62 der trunkierten Schicht 60 ist angrenzend an die Seitenkante 49 (9) des Back-End-of-Line-Stapels 48 und die Seitenkante 19 der dielektrischen Schicht 20 und des Substrats 22 positioniert.
Die trunkierte Schicht 60 überlappt mit der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 um einen Abstand d4. Bei einer Ausführungsform kann der Abstand d4 geringer als der Abstand d3 der Überlappung zwischen der trunkierten Schicht 50 und der verjüngten Sektion 14, geringer als der Abstand d2 der Überlappung zwischen der trunkierten Schicht 40 und der verjüngten Sektion 14, und geringer als der Abstand d1 der Überlappung zwischen der trunkierten Schicht 30 und der verjüngten Sektion 14 sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 über der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 über einer oder mehreren der trunkierten Schichten 30, 40, 50 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 über allen trunkierten Schichten 30, 40, 50 zentriert sein. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 über den trunkierten Schichten 30, 40, 50 und der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 zentriert sein.
Die Prozessierung wird mit der Bildung von zusätzlichen dielektrischen Schichten 68 des Back-End-of-Line-Stapels 48 über der trunkierten Schicht 60 und der dielektrischen Schicht 56 fortgesetzt. Während einer Montagephase kann eine Optikfaser (z.B. eine Singlemode-Optikfaser) angrenzend an den Back-End-of-Line-Stapel 48 positioniert und mit der Struktur 10 ausgerichtet werden.
Bei der Verwendung wird eine Optikfaser angrenzend an den Back-End-of-Line-Stapel 48 positioniert und in Ausrichtung mit der Struktur 10 befestigt. Aufgrund der Anordnung der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 der Struktur 10 im Back-End-of-Line-Stapel 48 muss die Optikfaser nicht in einer im Back-End-of-Line-Stapel 48 und Substrat 22 gebildeten Nut platziert werden. Stattdessen kann die Optikfaser in einer Stoß-Beziehung mit der Seitenkante 49 des Back-End-of-Line-Stapels 48 angrenzend an die Struktur 10 positioniert sein, ohne eine Nut für ihre Platzierung zu bilden.
Die Endoberfläche 16 des Wellenleiterkerns 12 kann relativ zu den breiteren Endoberflächen 32, 42, 52, 62 der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 von der Seitenkante 49 nach innen versetzt sein. Die breiteren Endoberflächen 32, 42, 52, 62 der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 liegen näher an der Seitenkante 49 des Back-End-of-Line-Stapels 48 als die Endoberfläche 16 des Wellenleiterkerns 12. Bei der repräsentativen Ausführungsform sind die schmaleren Endoberflächen 33, 43, 53, 63 der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 auch relativ zueinander versetzt, um eine gestaffelte Anordnung bereitzustellen. Bei der repräsentativen Ausführungsform sind die breiteren Endoberflächen 32, 42, 52, 62 der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 an der Facette, die die Seitenkante 49 des Back-End-of-Line-Stapels 48 definiert und die Schnittstelle der Optikfaser mit der Struktur 10 bereitstellt, koplanar oder im Wesentlichen koplanar. Bei einer alternativen Ausführungsform können eine oder mehrere der Endoberflächen 32, 42, 52, 62 der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 relativ zu den anderen Endoberflächen 32, 42, 52, 62 der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 versetzt sein.
Bei einer Ausführungsform können die Breiten der trunkierten Schichten 30, 40, 60 geringer sein als die Breite der trunkierten Schicht 50. Bei einer Ausführungsform kann die Breite der trunkierten Schicht 30 größer sein als die Breiten der trunkierten Schichten 30, 40. Bei einer Ausführungsform kann die Breite der trunkierten Schicht 30 größer sein als die Breiten der trunkierten Schichten 30, 40 und kleiner als die Breite der trunkierten Schicht 50. Bei einer alternativen Ausführungsform können die relativen Breiten der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 unterschiedlich sein.
Die Trunkierung und überlappende Anordnung der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 kann die effiziente Zwischenschicht-Übertragung von optischen Signalen von der Optikfaser zu der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 fördern. Zum Beispiel kann die Trunkierung der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 dazu fungieren, Moden höherer Ordnung im übertragenen Laserlicht zu unterdrücken. Die gestaffelte Anordnung der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 kann auch die effiziente Zwischenschicht-Übertragung von optischen Signalen von der Optikfaser zu der verjüngten Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 fördern. Der Wellenleiterkern 12 und seine verjüngte Sektion 14 sind unterhalb der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 auf einem Niveau positioniert, das zwischen der dielektrischen Schicht 20 und den Niveaus der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 angeordnet ist.
Unter Bezugnahme auf 11 und gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann die trunkierte Schicht 60 von mehreren dielektrischen Materialien umfasst sein, die durch Back-End-of-Line-Prozessierung gebildet sind. Bei einer Ausführungsform kann die trunkierte Schicht 60 einen unteren Abschnitt 70, der ein dielektrisches Material enthält, das eine gegebene Zusammensetzung aufweist, und einen oberen Abschnitt 72 umfassen, der ein dielektrisches Material enthält, das eine andere Zusammensetzung aufweist. Bei einer Ausführungsform kann der untere Abschnitt 70 der trunkierten Schicht 60 entweder von stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid oder von hydriertem stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid umfasst sein. Bei einer Ausführungsform kann der obere Abschnitt 72 der trunkierten Schicht 60 von Siliziumnitrid umfasst sein. Bei einer Ausführungsform kann der untere Abschnitt 70 der trunkierten Schicht 60 entweder von stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid oder von hydriertem stickstoff-dotiertem Siliziumkarbid umfasst sein, und der obere Abschnitt 72 der trunkierten Schicht 60 kann von Siliziumnitrid umfasst sein.
Unter Bezugnahme auf 12 und gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann die Ausrichtung der Verjüngung der trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 umgekehrt sein, so dass die trunkierten Schichten 30, 40, 50, 60 sich in der gleichen Richtung wie die verjüngte Sektion 14 des Wellenleiterkerns 12 verjüngen. Die umgekehrte Richtung der Verjüngung der trunkierten Schichten 50, 60 ist als ein Beispiel in 11 dargestellt, und die anderen trunkierten Schichten 30, 40, die unter den trunkierten Schichten 50, 60 positioniert sind, können eine ähnliche umgekehrte Verjüngung aufweisen.
Die oben beschriebenen Verfahren werden bei der Fertigung von Chips mit integriertem Schaltkreis verwendet. Die resultierenden Chips mit integriertem Schaltkreis können durch den Fertiger in Roh-Wafer-Form (z.B. als einzelner Wafer, der mehrere ungehäuste Chips aufweist), als nackter Chip (bare die), oder in einer gehäusten Form vertrieben werden. Der Chip kann mit anderen Chips, diskreten Schaltelementen und/oder anderen Signalverarbeitungsvorrichtungen als Teil von entweder einem Zwischenprodukt oder einem Endprodukt integriert sein. Das Endprodukt kann irgendein Produkt sein, das Chips mit integriertem Schaltkreis umfasst, wie etwa Computerprodukte, die einen zentralen Prozessor aufweisen, oder Smartphones.
Bezugnahmen hierin auf Ausdrücke, die durch eine Näherungssprache modifiziert sind, wie „etwa“, „ungefähr“, und „im Wesentlichen“, sollen nicht auf den spezifizierten präzisen Wert beschränkt sein. Die Näherungssprache kann der Präzision eines Instruments entsprechen, das verwendet wird, um den Wert zu messen, und kann, falls nicht anderweitig abhängig von der Präzision des Instruments, +/- 10% des(der) angegebenen Werts(Werte) sein.
Bezugnahmen hierin auf Ausdrücke wie „vertikal“, „horizontal“, etc. erfolgen beispielhaft und nicht zur Beschränkung, um einen Referenzrahmen festzulegen. Der Ausdruck „horizontal“ wie hierin verwendet, ist als eine Ebene definiert, die parallel zu einer konventionellen Ebene eines Halbleitersubstrats ist, ungeachtet seiner tatsächlichen dreidimensionalen räumlichen Ausrichtung. Die Begriffe „vertikal“ und „normal“ beziehen sich auf eine Richtung, die senkrecht zur Horizontalen, wie gerade definiert, ist. Der Begriff „lateral“ bezieht sich auf eine Richtung innerhalb der horizontalen Ebene.
Ein Merkmal „verbunden“ oder „gekoppelt“ an ein anderes oder mit einem anderen Merkmal kann an das oder mit dem anderen Merkmal direkt verbunden oder gekoppelt sein oder stattdessen kann eines oder können mehrere dazwischenkommende Merkmale vorhanden sein. Ein Merkmal kann an ein anderes oder mit einem anderen Merkmal „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ sein, falls dazwischenkommende Merkmale nicht vorhanden sind. Ein Merkmal kann an ein anderes oder mit einem anderen Merkmal „indirekt verbunden“ oder „indirekt gekoppelt“ sein, falls wenigstens ein dazwischenkommendes Merkmal vorhanden ist. Ein Merkmal „an“ einem anderen Merkmal oder es „kontaktierend“ kann direkt an oder in direktem Kontakt mit dem anderen Merkmal sein, oder stattdessen kann eines oder können mehrere dazwischenkommende Merkmale vorhanden sein. Ein Merkmal kann „direkt an“ oder in „direktem Kontakt“ mit einem anderen Merkmal sein, falls dazwischenkommende Merkmale nicht vorhanden sind. Ein Merkmal kann „indirekt an“ oder in „indirektem Kontakt“ mit einem anderen Merkmal sein, falls wenigstens ein dazwischenkommendes Merkmal vorhanden ist. Verschiedene Merkmale können sich überlappen, wenn sich ein Merkmal über ein anderes Merkmal erstreckt und einen Teil davon bedeckt.
Die Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung präsentiert, sollen aber nicht erschöpfend oder auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für die gewöhnlichen Fachleute offensichtlich, ohne vom Umfang und der Idee der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die hierin verwendete Terminologie wurde gewählt, um die Prinzipien der Ausführungsformen, die praktische Anwendung oder technische Verbesserung gegenüber auf dem Markt erhältlichen Technologien am besten zu erklären, oder es anderen gewöhnlichen Fachleuten zu ermöglichen, die hierin offenbarten Ausführungsformen zu verstehen.

Claims

Struktur für einen Kantenkoppler, wobei die Struktur umfasst: eine dielektrische Schicht; einen Wellenleiterkern über der dielektrischen Schicht, wobei der Wellenleiterkern eine verjüngte Sektion umfasst; und einen Back-End-of-Line-Stapel über der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiterkern, wobei der Back-End-of-Line-Stapel eine Seitenkante und eine erste trunkierte Schicht umfasst, die mit der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns überlappt ist, wobei die erste trunkierte Schicht eine erste Endoberfläche angrenzend an die Seitenkante und eine zweite Endoberfläche über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns aufweist, und die erste trunkierte Schicht von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche verjüngt ist.
Struktur nach Anspruch 1, wobei die erste trunkierte Schicht stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid oder hydriertes stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid umfasst.
Struktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste trunkierte Schicht ein dielektrisches Material umfasst, das einen Brechungsindex aufweist, der größer als oder gleich 1,65 ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste trunkierte Schicht über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns zentriert ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die verjüngte Sektion des Wellenleiterkerns eine Endoberfläche umfasst, die von der Seitenkante des Back-End-of-Line-Stapels beabstandet ist, und die Endoberfläche der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns unter der ersten trunkierten Schicht positioniert ist.
Struktur nach Anspruch 5, wobei die erste Endoberfläche der ersten trunkierten Schicht näher an der Seitenkante des Back-End-of-Line-Stapels positioniert ist als die Endoberfläche der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste trunkierte Schicht einen Schlitz umfasst, der sich von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche erstreckt, und der Schlitz die erste trunkierte Schicht in eine erste Sektion und eine zweite Sektion unterteilt.
Struktur nach Anspruch 7, wobei der Schlitz über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns zentriert ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste trunkierte Schicht auf einem ersten Niveau in dem Back-End-of-Line-Stapel positioniert ist, der Back-End-of-Line-Stapel eine zweite trunkierte Schicht umfasst, die auf einem zweiten Niveau des Back-End-of-Line-Stapels positioniert ist, das von dem ersten Niveau verschieden ist, die zweite trunkierte Schicht eine erste Endoberfläche angrenzend an die Seitenkante und eine zweite Endoberfläche über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns aufweist, und die zweite trunkierte Schicht von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche verjüngt ist.
Struktur nach Anspruch 9, wobei der Back-End-of-Line-Stapel eine dritte trunkierte Schicht umfasst, die auf einem dritten Niveau des Back-End-of-Line-Stapels positioniert ist, das von dem ersten Niveau verschieden ist und von dem zweiten Niveau verschieden ist, wobei die dritte trunkierte Schicht eine erste Endoberfläche angrenzend an die Seitenkante und eine zweite Endoberfläche über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns aufweist, und die dritte trunkierte Schicht von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche verjüngt ist.
Struktur nach Anspruch 10, wobei die erste trunkierte Schicht, die zweite trunkierte Schicht und die dritte trunkierte Schicht stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid oder hydriertes stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid umfassen.
Struktur nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die zweite trunkierte Schicht über der ersten trunkierten Schicht positioniert ist, die zweite trunkierte Schicht einen Schlitz umfasst, der sich von der ersten Endoberfläche der zweiten trunkierten Schicht zu der zweiten Endoberfläche der zweiten trunkierten Schicht erstreckt, und der Schlitz die zweite trunkierte Schicht in eine erste Sektion und eine zweite Sektion unterteilt.
Struktur nach Anspruch 12, wobei der Schlitz über der ersten trunkierten Schicht zentriert ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die zweite trunkierte Schicht über der ersten trunkierten Schicht positioniert ist, die erste trunkierte Schicht mit einem Abschnitt der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns überlappt ist und die zweite trunkierte Schicht mit einem Abschnitt der ersten trunkierten Schicht überlappt ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die zweite trunkierte Schicht über der ersten trunkierten Schicht positioniert ist, und die erste trunkierte Schicht und die zweite trunkierte Schicht über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns zentriert sind.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die erste trunkierte Schicht einen ersten Abschnitt, der ein stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid oder hydriertes stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid umfasst, und einen zweiten Abschnitt umfasst, der Siliziumnitrid umfasst.
Verfahren zum Bilden einer Struktur für einen Kantenkoppler, wobei das Verfahren umfasst: Bilden eines Wellenleiterkerns über einer dielektrischen Schicht; und Bilden eines Back-End-of-Line-Stapels über der dielektrischen Schicht und dem Wellenleiterkern, wobei der Back-End-of-Line-Stapel eine Seitenkante und eine erste trunkierte Schicht umfasst, die mit einer verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns überlappt ist, die erste trunkierte Schicht eine erste Endoberfläche angrenzend an die Seitenkante und eine zweite Endoberfläche über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns aufweist, und die erste trunkierte Schicht von der ersten Endoberfläche zu der zweiten Endoberfläche verjüngt ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die erste trunkierte Schicht stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid oder hydriertes stickstoff-dotiertes Siliziumkarbid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die erste trunkierte Schicht auf einem ersten Niveau in dem Back-End-of-Line-Stapel positioniert ist, und ferner umfassend: Bilden einer zweiten trunkierten Schicht, die über der ersten trunkierten Schicht auf einem zweiten Niveau des Back-End-of-Line-Stapels positioniert ist, das von dem ersten Niveau verschieden ist, wobei die zweite trunkierte Schicht eine erste Endoberfläche angrenzend an die Seitenkante und eine zweite Endoberfläche über der verjüngten Sektion des Wellenleiterkerns aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19 wobei die zweite trunkierte Schicht über der ersten trunkierten Schicht positioniert ist, die zweite trunkierte Schicht einen Schlitz umfasst, der sich von der ersten Endoberfläche der zweiten trunkierten Schicht zu der zweiten Endoberfläche der zweiten trunkierten Schicht erstreckt, und der Schlitz die zweite trunkierte Schicht in eine erste Sektion und eine zweite Sektion unterteilt.