DE102022105986A1

DE102022105986A1 - Erwärmen einer thermooptischen vorrichtung

Info

Publication number: DE102022105986A1
Application number: DE102022105986.3A
Authority: DE
Inventors: Meer Nazmus Sakib; Saeed Fathololoumi; Harel Frish; John Heck; Eddie Bononcini; Reece A. Defrees; Stanley J. Dobek; Aliasghar Eftekhar; Walter Garay; Lingtao Liu; Wei Qian
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2022-12-29
Also published as: US20210318561A1

Abstract

Ein Verfahren kann Folgendes beinhalten: Ausbilden einer Basisschicht auf einem Substrat; Ausbilden einer Wellenleiterbaugruppe auf der Basisschicht, wobei die Wellenleiterbaugruppe von einer Mantelschicht umgeben ist; Ausbilden einer Grabenöffnung durch die Mantelschicht und die Basisschicht; Ausbilden einer Unterhöhlung durch Ätzen des Substrats durch die Grabenöffnung, wobei sich die Unterhöhlung unter der Wellenleiterbaugruppe und der Basisschicht erstreckt; und Füllen der Grabenöffnung mit einem Füllstoff, um die Unterhöhlung abzudichten. Weitere Ausführungsformen sind beschrieben und beansprucht.

Description

Gebiet der Erfindung
Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf optische Vorrichtungen. Insbesondere beziehen sich Ausführungsformen das Erwärmen thermooptischer Vorrichtungen.
Hintergrund
Der steigende Bandbreitenbedarf bei Datenanwendungen hat dazu geführt, dass elektronische Komponenten durch optische Komponenten ersetzt werden. Optische Komponenten sind beispielsweise in Rechenzentren, Supercomputern und faseroptischen Zugangsnetzen einsetzbar.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm einer beispielhaften thermooptischen Vorrichtung nach einer oder mehreren Ausführungsformen.
2 ist ein Diagramm einer beispielhaften Heizvorrichtung nach einer oder mehreren Ausführungsformen.
3 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens nach einer oder mehreren Ausführungsformen.
4A - 4E sind Darstellungen eines beispielhaften Verfahrens nach einer oder mehreren Ausführungsformen.
5A - 5B sind Diagramme beispielhafter Systeme nach einer oder mehreren Ausführungsformen.
6 ist ein Diagramm eines beispielhaften Systems nach einer oder mehreren Ausführungsformen.
7 ist ein Diagramm eines beispielhaften Systems nach einer oder mehreren Ausführungsformen.

Ausführliche Beschreibung
Einige optische Komponenten nutzen thermooptische Effekte, bei denen es zu Brechungsindexänderungen kommt, die durch Temperaturveränderungen in einem Material verursacht werden. Thermooptische Phasenverschiebungsvorrichtungen können beispielsweise ein Wellenleitermaterial erwärmen, um dessen Brechungsindex zu ändern und dadurch das Schalten, die Dämpfung oder die Modulation eines optischen Signals zu steuern. Bei einigen Beispielen wird ein Metallheizelement verwendet, um ein Dotieren des Wellenleiters zu vermeiden. Aus verfahrenstechnischen Gründen und um optische Verluste zu vermeiden, muss das Heizelement jedoch in einer gewissen Entfernung zum Wellenleiter positioniert sein. Dieser Abstand zwischen dem Heizelement und dem Wellenleiter kann zu einer schlechten Wärmeübertragung auf den Wellenleiter führen. Außerdem kann das Heizelement einen Teil der erzeugten Wärme durch Leitung mit dem Substrat, auf dem das Heizelement montiert ist, verlieren. Daher kann es erforderlich sein, das Heizelement bei einer relativ hohen Temperatur zu betreiben, was zu einem relativ hohen Stromverbrauch führt. Ferner können die relativ hohe Temperatur und der relativ hohe Stromverbrauch dazu führen, dass die Komponenten der Vorrichtung im Laufe der Zeit an Materialqualität einbüßen oder ausfallen. So kann es beispielsweise bei einem Stromversorgungsanschluss des Heizelements (als Verbindungselement bzw. „Tether“ bezeichnet) zu Stromverdichtung und Überhitzung kommen, wenn der Eingangsstrom für das Heizelement bereitgestellt wird.
Hier beschriebene Ausführungsformen können verbesserte thermooptische Vorrichtungen bereitstellen. Bei einigen Ausführungsformen kann in dem Raum zwischen dem Heizelement und dem Wellenleiter ein Wärmeübertragungsmaterial mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet sein. Das Wärmeübertragungsmaterial kann die Effizienz des Heizelements verbessern, indem es den Wärmewiderstand zwischen dem Heizelement und dem Wellenleiter verringert. Ferner kann das Wärmeübertragungsmaterial dafür sorgen, dass die im Wellenleiter erzeugte Wärme (z. B. vom Eingangslicht eines Lasers oder von einer anderen Quelle) im Vergleich zu Vorrichtungen ohne Wärmeübertragungsmaterial schneller und effizienter abgeleitet wird. Auf diese Weise kann das Wärmeübertragungsmaterial eine übermäßige Erwärmung durch Eingangslicht reduzieren. Darüber hinaus kann das Wärmeübertragungsmaterial die Temperatur und die Zeitkonstante der Lasererwärmung reduzieren, indem es eine schnellere Diffusion von lokaler Erwärmung aus dem Wellenleiter ermöglicht. Eine solche reduzierte Lasererwärmung von optischen Resonanzvorrichtungen (z. B. Ringmodulatoren) kann thermische Nichtlinearitätseffekte unterdrücken und die Verwendung kompakterer Ringmodulatoren mit höherer Eingangsleistung ermöglichen. Bei einigen Ausführungsformen kann unterhalb des Heizelements eine Unterhöhlung ausgebildet sein, um Wärmeverluste durch das Substrat zu reduzieren. So können einige Ausführungsformen die zum Substrat geleitete Abwärme reduzieren. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen ein Stromversorgungsanschluss des Heizelements (als Verbindungselement oder „Tether“ bezeichnet) so geformt sein, dass er mit mehreren Durchkontaktierungen in Kontakt kommt, wodurch sich Stromdrosselung und Überhitzung im Verbindungselement reduzieren lassen. Dementsprechend können Ausführungsformen den Stromverbrauch des Heizelements senken und die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung oder eines Ausfalls von Komponenten der Vorrichtung reduzieren.
Fig. 1 - Beispielhafte thermooptische Vorrichtung
In 1 ist eine thermooptische Vorrichtung 100 in einer Querschnittsansicht nach einer oder mehreren Ausführungsformen dargestellt. Bei einigen Ausführungsformen kann die thermooptische Vorrichtung 100 beispielsweise ein thermooptischer Phasenschieber oder Tuner (z. B. ein abstimmbarer optischer Ringresonator) sein.
Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 100 bei einigen Ausführungsformen eine Basisschicht 120 beinhalten, die auf einem Substrat 110 ausgebildet ist. Das Substrat 110 kann beispielsweise ein Siliciumsubstrat sein. Ferner kann die Basisschicht 120 ein elektrisch isolierendes Material sein, wie etwa eine Oxidschicht (z. B. Siliciumoxid), eine Nitridschicht (z. B. Siliciumnitrid) usw. Wie gezeigt, kann auf der Basisschicht 120 ein Wellenleiter 150 ausgebildet sein, und in einem Abstand über dem Wellenleiter 150 kann ein Heizelement 160 ausgebildet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Heizelement 160 aus einem Metall gebildet sein. Der Wellenleiter 150 kann mit Metallkontakten 155 gekoppelt sein. Der Begriff „Wellenleiterbaugruppe“, wie er hier verwendet wird, kann sich auf die Kombination des Heizelements 160, des Wellenleiters 150 und eines zwischen dem Heizelement 160 und dem Wellenleiter 150 angeordneten Materials beziehen.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich hier der Begriff „über“ bei der Beschreibung von Ausführungsformen auf die Richtung bezieht, in der optische oder elektronische Komponenten relativ zum Substrat 110 ausgebildet werden (d. h. die durch den gezeigten Y-Pfeil in 1 dargestellte Richtung). Ferner bezieht sich der Begriff „seitlich“ auf eine Richtung, die parallel zur oberen ebenen Oberfläche des Substrats 110 verläuft (z. B. die durch den X-Pfeil in 1 dargestellte Richtung).
Bei einigen Ausführungsformen kann zwischen dem Heizelement 160 und dem Wellenleiter 150 eine Wärmeübertragungsschicht 170 angeordnet sein. Wie gezeigt, kann eine Mantelschicht 130 den Wellenleiter 150, die Metallkontakte 155, die Wärmeübertragungsschicht 170 und das Heizelement 160 seitlich umgeben. Die Mantelschicht 130 kann ein elektrisch isolierendes Material (z. B. eine Oxidschicht, eine Nitridschicht usw.) sein, das auf der Basisschicht 120 ausgebildet ist.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Wärmeübertragungsschicht 170 ein Material sein, das eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit (z. B. eine mindestens zehnmal höhere Leitfähigkeit als die Mantelschicht 130 oder die Basisschicht 120) aufweist. Ferner kann die Wärmeübertragungsschicht 170 aus einem Material gebildet sein, das keine chemische Wechselwirkung mit dem Heizelement 160 oder dem Wellenleiter 150 eingeht. Beispielsweise kann die Wärmeübertragungsschicht 170 aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxinitrid, Aluminiumnitrid, und/oder Bornitrid usw. gebildet sein. Ausführungsformen mit der Wärmeübertragungsschicht 170 können die Menge der Wärmeübertragung vom Heizelement 160 auf den Wellenleiter 170 gegenüber Ausführungsformen ohne die Wärmeübertragungsschicht 170 erhöhen. Dementsprechend können einige Ausführungsformen den Stromverbrauch des Heizelements 160 verringern und die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung oder eines Ausfalls von Komponenten der Vorrichtung reduzieren. Ferner kann die Wärmeübertragungsschicht 170 dafür sorgen, dass die innerhalb des Wellenleiters 150 durch das Eingangslicht erzeugte Wärme schneller und effizienter abgeleitet wird als bei Vorrichtungen ohne die Wärmeübertragungsschicht 170, wodurch eine übermäßige Erwärmung durch das Eingangslicht reduziert wird. Darüber hinaus kann die Wärmeübertragungsschicht 170 die Temperatur und die Zeitkonstante der Lasererwärmung reduzieren, indem sie eine schnellere Diffusion von lokaler Erwärmung aus dem Wellenleiter 150 ermöglicht. Eine solche reduzierte Lasererwärmung kann thermische Nichtlinearitätseffekte unterdrücken und die Verwendung kompakterer optischer Vorrichtungen mit höherer Eingangsleistung ermöglichen.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Struktur der Wärmeübertragungsschicht 170 durch Ätzen (z. B. durch Ätzen in die Mantelschicht 130) definiert werden. Ferner kann die Wärmeübertragungsschicht 170 durch eine chemische Abscheidungstechnik ausgebildet werden. Wie in 1 gezeigt, erstreckt sich die Wärmeübertragungsschicht 170 bei einigen Ausführungsformen in seitlicher Richtung nicht über die Kanten des Heizelements 160 hinaus.
Bei einigen Ausführungsformen kann auf dem Heizelement 160 und auf der Mantelschicht 130 eine obere Schicht 140 ausgebildet sein. Die obere Schicht 140 kann beispielsweise eine Mantelschicht aus elektrisch isolierendem Material (z. B. eine Oxidschicht, eine Nitridschicht usw.) sein. In anderen Beispielen kann die obere Schicht eine oder mehrere Schichten aufweisen, die Schaltungselemente, eine Ummantelung, optische Elemente usw. beinhalten.
Fig. 2 - Beispielhafte Heizvorrichtung
In 2 ist eine beispielhafte Heizvorrichtung 200 in einer Draufsicht nach einer oder mehreren Ausführungsformen dargestellt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Heizvorrichtung 200 im Allgemeinen dem (in 1 gezeigten) Heizelement 160 entsprechen. Es wird davon ausgegangen, dass die Heizvorrichtung 200 bei einigen Ausführungsformen über dem Wellenleiter eines optischen Ringresonators (in 2 nicht gezeigt) positioniert sein kann.
Wie in 2 gezeigt, kann die Heizvorrichtung 200 ein ringförmiges Heizsegment 210 beinhalten, das mit den Verbindungselementen 220A und 220B (auch als Verbindungselemente 220 bezeichnet) verbunden ist. Die Verbindungselemente 220 können Anschlüsse sein, die das Heizsegment 210 mit Strom versorgen. Jedes Verbindungselement 220 kann einen ersten Abschnitt 224 beinhalten, der mit dem Heizsegment 210 verbunden ist. Wie gezeigt, kann der erste Abschnitt 224 eine im Wesentlichen dreieckige Form aufweisen und sich vom Heizsegment 210 weg verbreitern. Bei einigen Ausführungsformen kann sich die Breite des ersten Abschnitts 224 mindestens verdoppeln, wenn er sich vom Heizsegment 210 weg erstreckt.
Ferner kann bei einigen Ausführungsformen jedes Verbindungselement 220 einen zweiten Abschnitt 226 beinhalten, der distal vom Heizsegment 210 angeordnet ist. Wie gezeigt, kann der zweite Abschnitt 226 eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen und mit mehreren Durchkontaktierungen 230, die das Verbindungselement 220 mit elektrischem Strom versorgen, verbunden sein. Bei einigen Ausführungsformen können sich die Durchkontaktierungen 230 über dem Verbindungselement 220 erstrecken und eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt 226 des Verbindungselements 220 so geformt sein, dass er mindestens drei Durchkontaktierungen 230 in einer parallelen Anordnung aufnehmen kann. Wie in 2 gezeigt, können die Durchkontaktierungen 230 beispielsweise parallel zueinander entlang einer langen Kante des rechteckigen Querschnitts jeder Durchkontaktierung 230 angeordnet sein. Wie in 2 gezeigt, kann ferner eine lange Kante des rechteckigen Querschnitts jeder Durchkontaktierung 230 in Richtung des ersten Abschnitts 224 ausgerichtet (d. h. diesem zugewandt) sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verbindungselement 220 im Vergleich zu herkömmlichen Verbindungselementkonstruktionen einen breiteren Strompfad bereitstellen und dadurch Stromdrosselung und Überhitzung im Verbindungselement 220 reduzieren. Dementsprechend können einige Ausführungsformen die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung oder eines Ausfalls von Komponenten der Vorrichtung reduzieren.
Fig. 3 und 4A - 4E - Beispielhaftes Verfahren
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zum Ausbilden einer thermooptischen Vorrichtung mit einer Unterhöhlung nach einer oder mehreren Ausführungsformen. Zur Veranschaulichung werden im Folgenden die zum Verfahren 300 gehörenden Vorgänge unter Bezugnahme auf die in 4A - 4E gezeigten beispielhafte Strukturen beschrieben. Der Schutzumfang der verschiedenen hier erörterten Ausführungsformen ist jedoch in dieser Hinsicht nicht beschränkt.
Block 310 kann das Ausbilden einer Basisschicht auf einem Substrat beinhalten. Block 320 kann das Ausbilden einer Wellenleiterbaugruppe auf der Basisschicht beinhalten, wobei die Wellenleiterbaugruppe von einer Mantelschicht umgeben ist und wobei die Wellenleiterbaugruppe eine Wärmeübertragungsschicht beinhaltet, die zwischen einem Wellenleiter und einem Heizelement angeordnet ist. Wie in 4A ersichtlich ist, kann eine thermooptische Vorrichtung 400 beispielsweise ein Substrat 110, eine Basisschicht 120, einen Wellenleiter 150, Metallkontakte 155, ein Heizelement 160, eine Wärmeübertragungsschicht 170 und eine Mantelschicht 130 beinhalten. Es wird davon ausgegangen, dass in 4A ein Zeitpunkt nach der Ausbildung des Heizelements 160 aber vor der Ausbildung zusätzlicher Schichten oder Elemente über dem Heizelement 160 dargestellt ist.
Block 330 kann das Ausbilden einer Grabenöffnung durch die Mantelschicht und die Basisschicht beinhalten. Wie in 4B ersichtlich ist, sind die Grabenöffnungen 410 beispielsweise durch die Mantelschicht 130 und die Basisschicht 120 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen können die Grabenöffnungen 410 durch Ätzen durch die Mantelschicht 130 und die Basisschicht 120 ausgebildet werden, wodurch das Substrat 110 freigelegt wird. Wie in 4B gezeigt ist, können sich die Grabenöffnungen 410 seitlich nahe der Wellenleiterbaugruppe (d. h. des Wellenleiters 150, des Heizelements 160 und der Wärmeübertragungsschicht 170) befinden, wobei sie jedoch nicht mit der Wellenleiterbaugruppe in Kontakt stehen.
Block 340 kann das Ausbilden einer Unterhöhlung durch Ätzen des Substrats durch die Grabenöffnung beinhalten, wobei sich die Unterhöhlung unter dem Wellenleiter und der Basisschicht erstreckt. Wie 4C zu entnehmen ist, wurde beispielsweise ein Teil des Substrats 110 entfernt, um eine Unterhöhlung 420 auszubilden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Unterhöhlung 420 durch isotropes Ätzen des Substrats 110 durch die Grabenöffnungen 410 ausgebildet werden (z. B. durch Plasmaätzen, nasschemisches Ätzen, Gasphasenätzen usw.). Wie gezeigt, kann sich die Unterhöhlung 420 seitlich unter dem Abschnitt der Basisschicht 120 erstrecken, der den Wellenleiter 150 stützt. Bei einigen Beispielen ist die Unterhöhlung 420 weniger wärmeleitfähig als das Substrat 110 und kann dementsprechend die Wärmeleitung vom Heizelement 160 zum Substrat 110 reduzieren. Dementsprechend kann die Unterhöhlung 420 die Menge der vom Heizelement 160 abgegebenen Abwärme (d. h. die nicht zum Erwärmen des Wellenleiters 150 verwendet wird) reduzieren und somit die Effizienz des Heizelements 160 verbessern. Das Ausbilden der Unterhöhlung 420 und der Grabenöffnungen 410 kann jedoch die strukturelle Integrität der Wellenleiterbaugruppe schwächen. Beispielsweise geht das Ausbilden der Grabenöffnungen 410 mit dem Entfernen von Teilen der Mantelschicht 130 einher, wodurch der seitliche Halt der Wellenleiterbaugruppe reduziert wird. Dementsprechend kann die Wahrscheinlichkeit eines mechanischen Versagens der thermoelektrischen Vorrichtung zunehmen. Sollten ferner für die thermooptische Vorrichtung 400 nachfolgende Vorgänge erforderlich sein (d. h. nach dem Ausbilden der Unterhöhlung 420), um zusätzliche Elemente oder Schichten auf der Mantelschicht 130 auszubilden, so können diese nachfolgenden Vorgänge durch die Grabenöffnungen 410 erschwert werden. Wird eine zusätzliche Schicht beispielsweise als ein Material abgeschieden, das relativ leicht fließen kann (z. B. als eine Flüssigkeit mit geringer Viskosität, als ein Gas usw.), so kann dieses abgeschiedene Material in die Unterhöhlung 420 eindringen. Auf diese Weise kann die Unterhöhlung 420 gefüllt und damit unwirksam und/oder unbrauchbar gemacht werden.
Block 350 kann das Abscheiden einer Füllschicht zum Füllen der Grabenöffnung und zum Abdichten der Unterhöhlung beinhalten. Wie aus 4D ersichtlich ist, wurde beispielsweise eine Füllschicht 430 über der Mantelschicht 130 abgeschieden, wodurch die Grabenöffnungen 410 gefüllt und abgedichtet wurden. Bei der Füllschicht 430 kann es sich um ein konturgetreues Abscheiden eines Oxidmaterials, wie etwa Siliciumdioxid, Siliciumnitrid und/oder Siliciumoxinitrid usw., handeln. Bei einigen Ausführungsformen kann die Füllschicht 430 ein Siliciumdioxidfilm sein, der aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) abgeschieden wird. Bei einigen Ausführungsformen kann das Füllen der Grabenöffnungen 410 mit der Füllschicht 430 die strukturelle Integrität der Wellenleiterbaugruppe verbessern. Beispielsweise kann das Füllen der Grabenöffnungen 410 den seitlichen Halt der Wellenleiterbaugruppe verstärken. Dementsprechend können einige Ausführungsformen die Wahrscheinlichkeit eines mechanischen Ausfalls in der thermoelektrischen Vorrichtung reduzieren. Nach Block 350 kann das Verfahren 300 abgeschlossen werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 abgeschlossen werden, bevor zusätzliche Elemente der thermooptischen Vorrichtung ausgebildet werden. Dementsprechend können bei einigen Beispielen im Anschluss an Block 350 eine oder mehrere zusätzliche Schichten über der Füllschicht abgeschieden werden, um die thermooptische Vorrichtung zu vervollständigen. Diese zusätzliche(n) Schicht(en) kann (können) Schaltkreiselemente, Ummantelungen, optische Elemente usw. beinhalten. Wie aus 4E ersichtlich ist, wurden beispielsweise eine oder mehrere zusätzliche Schichten 440 über der Füllschicht 430 abgeschieden. Die Füllschicht 430 versiegelt die Grabenöffnungen 410, wodurch das Eindringen von Material in die Unterhöhlung 420 während der Ausbildung der zusätzliche (n) Schicht(en) 440 verhindert wird. Auf diese Weise kann durch das Abscheiden der Füllschicht 430 zur Abdeckung der Grabenöffnungen 410 verhindern werden, dass die Unterhöhlung 420 gefüllt und damit unwirksam und/oder unbrauchbar wird.
Fig. 5A - 5B - Beispielhafte Systeme
In 5A ist ein Blockdiagramm eines Systems nach einer Ausführungsform gezeigt. Wie in 5A gezeigt ist, kann das System 500 eine beliebige Art von Rechensystem sein, das von einer kleinen tragbaren Vorrichtung bis zu größeren Vorrichtungen, wie etwa Desktop-Computern, Server-Computern usw., reichen kann.
Bei dem in 5A gezeigten hohen Niveau beinhaltet das System 500 verschiedene elektrische ICs und mehrere photonische ICs. Wie zu sehen ist, beinhaltet insbesondere eine erste elektrische IC 505, die als eine CMOS-IC implementiert sein kann, mehrere Treiber 5081-n. Obwohl Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht beschränkt sind, wird davon ausgegangen, dass die IC 500 ein SoC oder ein anderer Prozessor ist. Die Treiber 508 können implementiert sein, um eingehende Daten oder andere Informationen von einer Quellenschaltung innerhalb der IC 505, wie etwa einem Verarbeitungskern oder einer anderen Quellenschaltung, zu empfangen. Im Gegenzug übermitteln die Treiber 508 Informationen elektrisch an mehrere Ringmodulatoren 5141-n, die auf einer ersten siliciumbasierten photonischen (SiPh) IC 510 eingerichtet sind. Die photonische IC 510 kann eine Senderschaltungsanordnung einschließlich eines Mehrwellenlängen-DFB-Lasers 512 beinhalten, um optische Energie mehrerer Wellenlängen effizient zu erzeugen.
Die Ringmodulatoren 514 können jeweils dazu konfiguriert sein, eingehende Informationen auf ein optisches Trägersignal einer gegebenen Wellenlänge zu modulieren. Im Gegenzug werden die modulierten optischen Signale in einem optischen Verstärker 516 verstärkt, der als ein optischer Halbleiterverstärker (SOA) implementiert sein kann.
Wie 5A weiter zeigt, können die von der IC 510 übermittelten Informationen über einen oder mehrere Koppler 518 mit einer optischen Zwischenverbindung 520 gekoppelt sein, die als eine oder mehrere optische Fasern gezeigt ist. Im Gegenzug ist die optische Zwischenverbindung 520 über einen oder mehrere weitere Koppler 519 mit einer weiteren SiPh-IC 520 verbunden, die in dieser Darstellung eine Empfängerschaltungsanordnung beinhaltet. Wie gezeigt, sind insbesondere mehrere Demultiplexer 5241-n bereitgestellt, um die modulierten optischen Informationen einer gegebenen Wellenlänge zu empfangen, die dann in den Photodetektoren 525 in elektrische Informationen umgewandelt werden können, die wiederum einer weiteren elektrischen IC 530 bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform beinhaltet die zweite elektrische IC 530, die als CMOS-IC implementiert sein kann, mehrere Transimpedanzverstärker 5321-n. Auch wenn Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht beschränkt sind, so kann die IC 530 ein anderes SoC, ein Speicher für die IC 510 oder eine andere solche elektrische Schaltung sein. Wenngleich bei der Ausführungsform in 5 auf diesem hohen Niveau gezeigt, versteht es sich, dass zahlreiche Variationen und Alternativen möglich sind. So kann beispielsweise eine zusätzliche Leistungs-IC (die eine Steuerschaltung wie etwa die Steuerschaltung 350 aus 3 beinhalten kann) vorhanden sein, die eine Schaltungsanordnung zum Steuern von Lasern und SOAs der SiPh-ICs beinhaltet. Natürlich kann diese Steuerschaltungsanordnung stattdessen in einer elektrischen IC (wie etwa der CMOS-IC 505) vorhanden sein.
In 5B ist ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Wie in 5B gezeigt ist, kann das System 500 im Allgemeinen wie das System 500 aus 5A konfiguriert sein, und dementsprechend gilt die gleiche Nummerierung. Bei dieser Implementierung sind jedoch elektrische und optische ICs in entsprechenden Packungen 501, 502 implementiert, die über die optische Zwischenverbindung 520 gekoppelt sind. Es sei darauf hingewiesen, dass bei verschiedenen Implementierungen unterschiedliche Verpackungsarten von CMOS- und SiPh-ICs realisiert sein können, einschließlich der gemeinsamen Verpackung mehrerer Dies dieser ICs in einer gemeinsamen Packung, so dass eine einzige Packung einen oder mehrere CMOS-Dies und einen oder mehrere SiPh-Dies beinhaltet.
Fig. 6 - Beispielhaftes System
Ausführungsformen können in einer Vielfalt anderer Rechenplattformen implementiert werden. In 6 ist nunmehr ein Blockdiagramm eines Systems nach einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Wie in 6 gezeigt ist, kann ein System 600 eine beliebige Art von Datenverarbeitungsvorrichtung sein und kann in einer Ausführungsform ein Serversystem, wie etwa eine Edge-Plattform, sein. Bei der Ausführungsform aus 6 beinhaltet das System 600 mehrere CPUs 610a, b, die wiederum mit jeweiligen Systemspeichern 620a, b gekoppelt sind, die bei Ausführungsformen als Speicher mit doppelter Datenrate (DDR) implementiert sein können. Es sei darauf hingewiesen, dass die CPUs 610 über ein Zwischenverbindungssystem 615 miteinander gekoppelt sein können, das bei einer Ausführungsform eine optische Zwischenverbindung sein kann, die mit einer optischen Schaltungsanordnung (die in den CPUs 610 enthalten oder mit diesen gekoppelt sein kann) kommuniziert.
Um kohärente Beschleunigereinrichtungen und/oder intelligente Adaptereinrichtungen über möglicherweise mehrere Kommunikationsprotokolle mit CPUs 610 koppeln zu können, können mehrere Zwischenverbindungen 630a1 - b2 vorhanden sein. Bei einer Ausführungsform kann jede Zwischenverbindung 630 eine gegebene Instanz einer Compute-Express-Link(CXL)-Zwischenverbindung sein.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind jeweilige CPUs 610 mit entsprechenden feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs)/Beschleunigervorrichtungen 650a, b gekoppelt (die in einer Ausführungsform Grafikverarbeitungseinheiten (GPUs) beinhalten können). Außerdem sind die CPUs 610 auch mit intelligenten Netzwerkschnittstellenschaltungs(NIC)-Vorrichtungen 660a, b gekoppelt. Die intelligenten NIC-Vorrichtungen 660a, b sind wiederum mit Schaltern 680a, b gekoppelt, die ihrerseits mit einem gebündelten Speicher 690a, b, wie etwa einem persistenten Speicher, gekoppelt sind.
Fig. 7 - Beispielhaftes System
In 7 ist nunmehr ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einer anderen Ausführungsform, wie etwa einer Edge-Plattform, gezeigt. Wie in 7 gezeigt ist, beinhaltet das Multiprozessorsystem 700 einen ersten Prozessor 770 und einen zweiten Prozessor 780, die über eine Zwischenverbindung 750 gekoppelt sind, die bei einer Ausführungsform eine optische Zwischenverbindung sein kann, die mit einer optischen Schaltungsanordnung (die in Prozessoren 770 enthalten oder mit diesen gekoppelt sein kann) kommuniziert. Wie in 7 gezeigt ist, kann jeder der Prozessoren 770 und 780 ein Vielkernprozessor sein und einen repräsentativen ersten und einen repräsentativen zweiten Prozessorkern (d. h. die Prozessorkerne 774a und 774b und die Prozessorkerne 784a und 784b) beinhalten.
Bei der Ausführungsform von 7 beinhalten die Prozessoren 770 und 780 ferner Punkt-zu-Punkt-Zwischenverbindungen 777 und 787, die über die Zwischenverbindungen 742 und 744 (die CXL-Busse sein können) mit den Schaltern 759 und 760 gekoppelt sind. Die Schalter 759, 760 sind wiederum mit den gebündelten Speichern 755 und 765 gekoppelt.
Wie 7 weiterhin zeigt, weist der erste Prozessor 770 ferner einen Speichersteuerungshub (MCH) 772 und die Punkt-zu-Punkt(P-P)-Schnittstellen 776 und 778 auf. Gleichermaßen weist der zweite Prozessor 780 einen MCH 782 und die P-P-Schnittstellen 786 und 788 auf. Wie in 7 gezeigt ist, koppeln die MCHs 772 und 782 die Prozessoren mit jeweiligen Speichern, nämlich einem Speicher 732 und einem Speicher 734, die Teile des Systemspeichers (z. B. DRAM) sein können, die lokal mit den jeweiligen Prozessoren verbunden sind. Der erste Prozessor 770 und der zweite Prozessor 780 können über die P-P-Zwischenverbindungen 776 bzw. 786 mit einem Chipsatz 790 gekoppelt sein. Wie in 7 gezeigt ist, weist der Chipsatz 790 die P-P-Schnittstellen 794 und 798 auf.
Des Weiteren beinhaltet der Chipsatz 790 eine Schnittstelle 792 zum Koppeln des Chipsatzes 790 mit einer Hochleistungsgrafikmaschine 738 über eine P-P-Zwischenverbindung 739. Wie in 7 gezeigt ist, können verschiedene Eingabe/Ausgabe(E/A)-Vorrichtungen 714 mit dem ersten Bus 716 gekoppelt sein, zusammen mit einer Busbrücke 718, die den ersten Bus 716 mit einem zweiten Bus 720 koppelt. Mit dem zweiten Bus 720 können verschiedene Vorrichtungen gekoppelt sein, die bei einer Ausführungsform beispielsweise eine Tastatur/Maus 722, Kommunikationsvorrichtungen 726 und eine Datenspeichereinheit 728, wie etwa ein Plattenlaufwerk oder eine andere Massenspeichervorrichtung, die Code 730 beinhalten kann, einschließen. Ferner kann mit dem zweiten Bus 720 eine Audio-E/A 724 gekoppelt sein.
Die folgenden Abschnitte und/oder Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen:
In Beispiel 1 kann ein Verfahren Folgendes beinhalten: Ausbilden einer Basisschicht auf einem Substrat; Ausbilden einer Wellenleiterbaugruppe auf der Basisschicht, wobei die Wellenleiterbaugruppe von einer Mantelschicht umgeben ist; Ausbilden einer Grabenöffnung durch die Mantelschicht und die Basisschicht; Ausbilden eines Unterhöhlung durch Ätzen des Substrats durch die Grabenöffnung, wobei sich die Unterhöhlung unter der Wellenleiterbaugruppe und der Basisschicht erstreckt; und Füllen der Grabenöffnung mit einem Füllstoff, um die Unterhöhlung abzudichten.
In Beispiel 2 kann der Gegenstand von Beispiel 1 optional beinhalten, dass das Füllen der Grabenöffnung mit dem Füllstoff das Abscheiden einer konturgetreuen Oxidschicht in der Grabenöffnung beinhaltet.
In Beispiel 3 kann der Gegenstand der Beispiele 1 - 2 optional beinhalten, dass die konturgetreue Oxidschicht Siliciumdioxid, Siliciumnitrid oder Siliciumoxinitrid umfasst.
In Beispiel 4 kann der Gegenstand der Beispiele 1 - 3 optional beinhalten, dass das Abscheiden der konturgetreuen Oxidschicht das Abscheiden eines Siliciumdioxidfilms aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) umfasst.
In Beispiel 5 kann der Gegenstand der Beispiele 1 - 4 optional beinhalten, dass das Ausbilden der Wellenleiterbaugruppe Folgendes umfasst: Ausbilden eines Wellenleiters auf der Basisschicht; Ausbilden eines Heizelements, das oberhalb des Wellenleiters positioniert ist; und Ausbilden einer Wärmeübertragungsschicht zwischen dem Wellenleiter und dem Heizelement.
In Beispiel 6 kann der Gegenstand der Beispiele 1 - 5 optional beinhalten, dass die Wärmeübertragungsschicht Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxinitrid oder Aluminiumnitrid umfasst.
In Beispiel 7 kann der Gegenstand der Beispiele 1 - 6 optional beinhalten, dass das Ausbilden der Unterhöhlung das Ausführen eines isotropen Ätzens des Substrats umfasst.
In Beispiel 8 kann der Gegenstand der Beispiele 1 - 7 optional beinhalten, dass das Ausführen des isotropen Ätzens das Ausführen von Plasmaätzen, nasschemischem Ätzen und Gasphasenätzen umfasst.
In Beispiel 9 kann eine Rechenvorrichtung Folgendes beinhalten: einen oder mehrere Prozessoren und einen Speicher mit mehreren darin gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden, die Rechenvorrichtung dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 8 auszuführen.
In Beispiel 10 weist zumindest ein maschinenlesbares Medium darauf gespeicherte Daten auf, die, wenn sie von zumindest einer Maschine verwendet werden, die zumindest eine Maschine dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 8 auszuführen.
In Beispiel 11 kann eine elektronische Vorrichtung Mittel zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Beispiele 1 bis 8 beinhalten.
In Beispiel 12 kann eine Einrichtung Folgendes beinhalten: ein Substrat; eine auf dem Substrat angeordnete Oxidbasisschicht; einen auf der Oxidbasisschicht angeordneten Wellenleiter; ein über dem Wellenleiter positioniertes Heizelement und eine zwischen dem Heizelement und dem Wellenleiter angeordnete Wärmeübertragungsschicht, wobei die Wärmeübertragungsschicht dazu dient, Wärme vom Heizelement auf den Wellenleiter zu übertragen.
In Beispiel 13 kann der Gegenstand von Beispiel 12 optional beinhalten, dass die Wärmeübertragungsschicht aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxinitrid und Aluminiumnitrid ausgewählt ist.
In Beispiel 14 kann der Gegenstand der Beispiele 12 - 13 optional eine Oxidummantelung beinhalten, die das Heizelement, die Wärmeübertragungsschicht und den Wellenleiter seitlich umgibt.
In Beispiel 15 kann der Gegenstand der Beispiele 12 - 14 optional Folgendes beinhalten: eine Grabenöffnung durch den Oxidmantel und die Oxidbasisschicht und eine Unterhöhlung, die sich unter dem Wellenleiter und der Oxidbasisschicht erstreckt, wobei die Grabenöffnung mit einem konturgetreuen Oxidfüllstoff gefüllt ist, der die Unterhöhlung abdichtet.
In Beispiel 16 kann der Gegenstand der Beispiele 12 - 15 optional beinhalten, dass der konturgetreue Oxidfüllstoff aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid und Siliciumoxinitrid ausgewählt ist.
In Beispiel 17 kann der Gegenstand der Beispiele 12 - 16 optional beinhalten, dass die konturgetreue Oxidschicht einen Siliciumdioxidfilm umfasst, der aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) abgeschieden wird.
In Beispiel 18 kann der Gegenstand der Beispiele 12 - 17 optional ein Verbindungselement zum Bereitstellen eines Versorgungsstroms an das Heizelement beinhalten, wobei das Verbindungselement einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt mit dem Heizelement verbunden ist und wobei der zweite Abschnitt mit mehreren Durchkontaktierungen verbunden ist, die dem Verbindungselement den Versorgungsstrom bereitstellen.
In Beispiel 19 kann der Gegenstand der Beispiele 12 - 18 optional beinhalten, dass sich die Wärmeübertragungsschicht in seitlicher Richtung nicht über eine Kante des Heizelements hinaus erstreckt.
In Beispiel 20 kann der Gegenstand der Beispiele 12 - 19 optional beinhalten, dass die Einrichtung ein optischer Ringresonator ist und dass die Wärmeübertragungsschicht dazu dient, eine thermische Nichtlinearität im optischen Ringresonator zu reduzieren.
In Beispiel 21 kann eine Einrichtung Folgendes beinhalten: einen auf einer Basisschicht angeordneten Wellenleiter; ein über dem Wellenleiter positioniertes Heizelement; ein Verbindungselement zum Bereitstellen eines Versorgungsstroms an das Heizelement, wobei ein erster Abschnitt des Verbindungselements mit dem Heizelement verbunden ist, wobei ein zweiter Abschnitt des Verbindungselements mit mehreren Durchkontaktierungen verbunden ist, die dem Verbindungselement den Versorgungsstrom bereitstellen, und wobei eine Breite des zweiten Abschnitts zumindest doppelt so groß wie eine Breite des ersten Abschnitts ist.
In Beispiel 22 kann der Gegenstand des Beispiels 21 optional beinhalten, dass die mehreren Durchkontaktierungen mindestens drei Durchkontaktierungen umfassen.
In Beispiel 23 kann der Gegenstand der Beispiele 21 - 22 optional beinhalten, dass jede der mehreren Durchkontaktierungen einen rechteckigen Querschnitt aufweist und dass die mehreren Durchkontaktierungen entlang einer langen Kante des rechteckigen Querschnitts jeder Durchkontaktierungen parallel zueinander sind.
In Beispiel 24 kann eine Einrichtung Folgendes beinhalten: Mittel zum Ausbilden einer Basisschicht auf einem Substrat; Mittel zum Ausbilden einer Wellenleiterbaugruppe auf der Basisschicht, wobei die Wellenleiterbaugruppe von einer Mantelschicht umgeben ist; Mittel zum Ausbilden einer Grabenöffnung durch die Mantelschicht und die Basisschicht; Mittel zum Ausbilden einer Unterhöhlung durch Ätzen des Substrats durch die Grabenöffnung, wobei sich die Unterhöhlung unter der Wellenleiterbaugruppe und der Basisschicht erstreckt; und Mittel zum Füllen der Grabenöffnung mit einem Füllstoff, um die Unterhöhlung abzudichten.
In Beispiel 25 kann der Gegenstand von Beispiel 24 optional beinhalten, dass die Mittel zum Füllen der Grabenöffnung mit dem Füllstoff Mittel zum Abscheiden einer konturgetreuen Oxidschicht in der Grabenöffnung umfassen.
In Beispiel 26 kann der Gegenstand der Beispiele 24 - 25 optional beinhalten, dass die konturgetreue Oxidschicht Siliciumdioxid, Siliciumnitrid oder Siliciumoxinitrid umfasst.
In Beispiel 27 kann der Gegenstand der Beispiele 24 - 26 optional beinhalten, dass die Mittel zum Abscheiden der konturgetreuen Oxidschicht Mittel zum Abscheiden eines Siliciumdioxidfilms aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) umfassen.
In Beispiel 28 kann der Gegenstand der Beispiele 24 - 27 optional beinhalten, dass die Mittel zum Ausbilden der Wellenleiterbaugruppe Folgendes umfassen: Mittel zum Ausbilden eines Wellenleiters auf der Basisschicht; Mittel zum Ausbilden eines Heizelements, das oberhalb des Wellenleiters positioniert ist; und Mittel zum Ausbilden einer Wärmeübertragungsschicht zwischen dem Wellenleiter und dem Heizelement.
In Beispiel 29 kann der Gegenstand der Beispiele 24 - 28 optional beinhalten, dass die Wärmeübertragungsschicht Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxinitrid oder Aluminiumnitrid umfasst.
In Beispiel 30 kann der Gegenstand der Beispiele 24 - 29 optional beinhalten, dass die Mittel zum Ausbilden der Unterhöhlung Mittel zum Ausführen eines isotropen Ätzens des Substrats umfassen.
Hier beschriebene Ausführungsformen können verbesserte thermooptische Vorrichtungen bereitstellen. Bei einigen Ausführungsformen kann im Raum zwischen dem Heizelement und dem Wellenleiter ein Wärmeübertragungsmaterial mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet sein. Das Wärmeübertragungsmaterial kann die Effizienz des Heizelements verbessern, indem es den Wärmewiderstand zwischen dem Heizelement und dem Wellenleiter verringert. Ferner kann das Wärmeübertragungsmaterial dafür sorgen, dass die im Wellenleiter erzeugte Wärme im Vergleich zu Vorrichtungen ohne Wärmeübertragungsmaterial schneller und effizienter abgeleitet wird. Auf diese Weise kann das Wärmeübertragungsmaterial eine übermäßige Erwärmung durch Eingangslicht reduzieren. Darüber hinaus kann das Wärmeübertragungsmaterial die Temperatur und die Zeitkonstante der Lasererwärmung reduzieren, indem es eine schnellere Diffusion von lokaler Erwärmung aus dem Wellenleiter ermöglicht. Eine solche reduzierte Lasererwärmung von optischen Resonanzvorrichtung kann thermische Nichtlinearitätseffekte unterdrücken und die Verwendung kompakterer Ringmodulatoren mit höherer Eingangsleistung ermöglichen. Bei einigen Ausführungsformen kann unterhalb des Heizelements eine Unterhöhlung ausgebildet sein, um Wärmeverluste durch das Substrat zu reduzieren. So können einige Ausführungsformen die zum Substrat geleitete Abwärme reduzieren. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen ein Verbindungselement des Heizelements so geformt sein, dass es mit mehreren Durchkontaktierungen in Kontakt kommt, wodurch sich Stromdrosselung und Überhitzung im Verbindungselement reduzieren lassen. Dementsprechend können Ausführungsformen den Stromverbrauch des Heizelements verringern und die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung oder eines Ausfalls von Komponenten der Vorrichtung reduzieren.
Es sei darauf hingewiesen, dass, wenngleich 1 - 7 verschiedene beispielhafte Implementierungen zeigen, auch andere Varianten möglich sind. Es ist beispielsweise denkbar, dass eine oder mehrere der unter Bezugnahme auf 1 - 4E beschriebenen Ausführungsformen unterschiedlich in den in 5A - 7 beschriebenen beispielhaften Vorrichtungen implementiert werden. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Ringmodulatoren 514 (in 5A gezeigt) die thermooptische Vorrichtung 100 (in 1 gezeigt), die Verbindungselemente 220 (in 2 gezeigt) und/oder die thermooptische Vorrichtung 400 (in 4A - 4E gezeigt) implementieren.
Es sei darauf hingewiesen, dass die in 1 - 7 gezeigten Beispiele nur der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung von Ausführungsformen dienen. Wenngleich Ausführungsformen der Klarheit halber in vereinfachter Form gezeigt sein können, so können Ausführungsformen eine beliebige Anzahl und/oder Anordnung von Komponenten beinhalten. Es ist beispielsweise denkbar, dass einige Ausführungsformen eine beliebige Anzahl von Komponenten zusätzlich zu den gezeigten beinhalten und dass bei bestimmten Implementierungen eine unterschiedliche Anordnung der gezeigten Komponenten auftreten kann. Ferner ist es denkbar, dass verschiedene Besonderheiten in den Beispielen in 1 - 7 überall in einer oder mehreren Ausführungsformen verwendet werden.
In dieser Patentschrift bedeuten Verweise auf „eine Ausführungsform“ durchweg, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, das bzw. die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Implementierung enthalten ist, die in der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen ist. Daher bezieht sich die Formulierung „eine Ausführungsform“ oder „bei einer Ausführungsform“ nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Ferner können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in anderen geeigneten Formen, die sich von der bestimmten veranschaulichten Ausführungsform unterscheiden, vorgesehen sein, und alle diese Formen können in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen sein.
Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann zahlreiche Abwandlungen und Variationen derselben in Betracht ziehen. Die beigefügten Ansprüche sollen alle diese Abwandlungen und Variationen, die dem wahren Geist und Schutzumfang dieser vorliegenden Erfindung entsprechen, abdecken.

Claims

Verfahren, umfassend: Ausbilden einer Basisschicht auf einem Substrat; Ausbilden einer Wellenleiterbaugruppe auf der Basisschicht, wobei die Wellenleiterbaugruppe von einer Mantelschicht umgeben ist; Ausbilden einer Grabenöffnung durch die Mantelschicht und die Basisschicht; Ausbilden einer Unterhöhlung durch Ätzen des Substrats durch die Grabenöffnung, wobei sich die Unterhöhlung unter der Wellenleiterbaugruppe und der Basisschicht erstreckt; und Füllen der Grabenöffnung mit einem Füllstoff, um die Unterhöhlung abzudichten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Füllen der Grabenöffnung mit dem Füllstoff das Abscheiden einer konturgetreuen Oxidschicht in die Grabenöffnung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die konturgetreue Oxidschicht Siliciumdioxid, Siliciumnitrid oder Siliciumoxinitrid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Abscheiden der konturgetreuen Oxidschicht das Abscheiden eines Siliciumdioxidfilms aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden der Wellenleiterbaugruppe Folgendes umfasst: Ausbilden eines Wellenleiters auf der Basisschicht; Ausbilden eines über dem Wellenleiter angeordneten Heizelements und Ausbilden einer Wärmeübertragungsschicht zwischen dem Wellenleiter und dem Heizelement.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Wärmeübertragungsschicht Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxinitrid oder Aluminiumnitrid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden der Unterhöhlung das Ausführen eines isotropen Ätzens des Substrats umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ausführen des isotropen Ätzens das Ausführen von Plasmaätzen, nasschemischem Ätzen oder Gasphasenätzen umfasst.
Rechenvorrichtung, umfassend: einen oder mehrere Prozessoren und einen Speicher, in dem mehrere Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden, die Rechenvorrichtung dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Zumindest ein maschinenlesbares Medium, auf dem Daten gespeichert sind, die, wenn sie von zumindest einer Maschine verwendet werden, die zumindest eine Maschine dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Elektronische Vorrichtung, umfassend Mittel zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Einrichtung, umfassend: ein Substrat; eine auf dem Substrat angeordnete Oxidbasisschicht; einen auf der Oxidbasisschicht angeordneten Wellenleiter; ein über dem Wellenleiter positioniertes Heizelement und eine zwischen dem Heizelement und dem Wellenleiter angeordnete Wärmeübertragungsschicht, wobei die Wärmeübertragungsschicht dazu dient, Wärme vom Heizelement auf den Wellenleiter zu übertragen.
Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die Wärmeübertragungsschicht Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxinitrid oder Aluminiumnitrid umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 12, umfassend: eine Oxidummantelung, die das Heizelement, die Wärmeübertragungsschicht und den Wellenleiter seitlich umgibt.
Einrichtung nach Anspruch 14, umfassend: eine Grabenöffnung durch die Oxidmantelummantelung und die Oxidbasisschicht und eine Unterhöhlung, die sich unter dem Wellenleiter und der Oxidbasisschicht erstreckt, wobei die Grabenöffnung mit einem konturgetreuen Oxidfüllstoff gefüllt ist, der die Unterhöhlung abdichtet.
Einrichtung nach Anspruch 15, wobei der konturgetreue Oxidfüllstoff aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid und Siliciumoxinitrid ausgewählt ist.
Einrichtung nach Anspruch 15, wobei die konturgetreue Oxidschicht einen Siliciumdioxidfilm umfasst, der aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) abgeschieden wird.
Einrichtung nach Anspruch 12, umfassend ein Verbindungselement zum Bereitstellen eines Versorgungsstroms an das Heizelement, wobei das Verbindungselement einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt mit dem Heizelement verbunden ist und wobei der zweite Abschnitt mit mehreren Durchkontaktierungen verbunden ist, die dem Verbindungselement den Versorgungsstrom bereitstellen.
Einrichtung nach Anspruch 12, wobei sich die Wärmeübertragungsschicht in seitlicher Richtung nicht über eine Kante des Heizelements hinaus erstreckt.
Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung ein optischer Ringresonator ist und wobei die Wärmeübertragungsschicht dazu dient, eine thermische Nichtlinearität im optischen Ringresonator zu reduzieren.
Einrichtung, umfassend: einen auf einer Basisschicht angeordneten Wellenleiter; ein über dem Wellenleiter positioniertes Heizelement; ein Verbindungselement zum Bereitstellen eines Versorgungsstroms an das Heizelement, wobei ein erster Abschnitt des Verbindungselements mit dem Heizelement verbunden ist, wobei ein zweiter Abschnitt des Verbindungselements mit mehreren Durchkontaktierungen verbunden ist, die dem Verbindungselement den Versorgungsstrom bereitstellen, und wobei eine Breite des zweiten Abschnitts mindestens doppelt so groß ist wie die Breite des ersten Abschnitts.
Einrichtung nach Anspruch 21, wobei die mehreren Durchkontaktierungen mindestens drei Durchkontaktierungen umfassen.
Einrichtung nach Anspruch 21, wobei jede der mehreren Durchkontaktierungen einen rechteckigen Querschnitt aufweist und wobei die mehreren Durchkontaktierungen entlang einer langen Kante des rechteckigen Querschnitts jeder Durchkontaktierung parallel zueinander sind.
Einrichtung, umfassend: Mittel zum Ausbilden einer Basisschicht auf einem Substrat; Mittel zum Ausbilden einer Wellenleiterbaugruppe auf der Basisschicht, wobei die Wellenleiterbaugruppe von einer Mantelschicht umgeben ist; Mittel zum Ausbilden einer Grabenöffnung durch die Mantelschicht und die Basisschicht; Mittel zum Ausbilden einer Unterhöhlung durch Ätzen des Substrats durch die Grabenöffnung, wobei sich die Unterhöhlung unter der Wellenleiterbaugruppe und der Basisschicht erstreckt; und Mittel zum Füllen der Grabenöffnung mit einem Füllstoff, um die Unterhöhlung abzudichten.
Einrichtung nach Anspruch 24, wobei: die Mittel zum Füllen der Grabenöffnung mit dem Füllstoff Mittel zum Abscheiden einer konturgetreuen Oxidschicht in der Grabenöffnung umfassen; die konturgetreue Oxidschicht aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid und Siliciumoxinitrid ausgewählt ist und die Mittel zum Abscheiden der konturgetreuen Oxidschicht Mittel zum Abscheiden eines Siliciumdioxidfilms aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) umfassen.