JP2014500524A - 光学的導波路の形成 - Google Patents

Abstract

光学的導波路と、光学的導波路を形成するために有効な方法およびシステムと、光学的導波路を含む光学的システムのための技術とが概略的に記載される。一部の例において、光学的導波路は、光学的基板の壁に酸窒化ケイ素領域を含み得る。酸窒化ケイ素領域は光学的導波路の内側領域を画定し得る。壁はビアを画定し得る。光学的導波路は基板に酸化ケイ素領域を画定し得る。酸化ケイ素領域は内側領域に隣接して光学的導波路の外側領域を画定し得る。
【選択図】図１

Description

特に断りがない限りは、この節で記載される資料は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、この節に含まれることによって先行技術であることを認めるわけではない。

三次元積層集積回路において、積層内の１つの集積回路が別の集積回路と通信するように適合され得る。通信は、例えば導電経路を通じて電気的に行われてもよい。通信はまた、光学的導波路を通じた光学的通信を使用して行われてもよい。

一例において、ケイ素基板に形成された光学的導波路が概略的に記載される。例示的な光学的導波路は、ケイ素基板の壁に酸窒化ケイ素領域を含み得る。酸窒化ケイ素領域は、光学的導波路の内側領域を画定し得、壁はビアを画定し得る。光学的導波路は、基板に酸化ケイ素領域を含んでもよい。酸化ケイ素領域は、内側領域に隣接して光学的導波路の外側領域を画定し得る。

一例において、ケイ素基板に光学的導波路を形成する方法が概略的に記載される。例示的な方法は、ケイ素基板の壁に酸窒化ケイ素領域を形成することを含み得る。酸窒化ケイ素領域は、光学的導波路の内側領域を画定してもよく、壁がビアを画定してもよい。方法はさらに、ケイ素基板に酸化ケイ素領域を形成することを含んでもよい。酸化ケイ素領域は内側領域に隣接して光学的導波路の外側領域を画定してもよい。

一例において、ケイ素基板に形成された光学的導波路を含む光学的通信システムが概略的に記載される。例示的な光学的通信システムは光学的信号トランスミッタと光学的信号レシーバとを含み得る。光学的信号レシーバは光学的導波路を通じて光学的信号トランスミッタと通信してもよい。光学的導波路は、ケイ素基板の壁に酸窒化ケイ素領域を含み得る。酸窒化ケイ素領域は光学的導波路の内側領域を画定し得、壁はビアを画定し得る。光学的導波路は基板に酸化ケイ素領域を含み得る。酸化ケイ素領域は内側領域に隣接して光学的導波路の外側領域を画定し得る。

一例において、ケイ素ウエハに光学的導波路を形成するために有効なシステムが概略的に記載される。ウエハはビアを画定する壁を含み得る。例示的なシステムは反応チャンバと、第１のガスの第１の供給源と、第２のガスの第２の供給源と、熱源と、プロセッサとを含み得る。第１のガスは窒素を含み得る。第１の供給源は反応チャンバと連絡して構成され得る。第２のガスは酸素を含み得る。第２の供給源は反応チャンバと連絡して構成され得る。熱源は反応チャンバと動作可能に関連付けられ得る。プロセッサは、反応チャンバ、第１の供給源、第２の供給源、および熱源と通信して構成され得る。プロセッサは、ケイ素基板の壁に酸窒化ケイ素領域を形成するために、第１の供給源、第２の供給源、および熱源を動作させるように構成され得る。酸窒化ケイ素領域は光学的導波路の内側領域を画定し得る。プロセッサは、基板に酸化ケイ素領域を形成するために、第１の供給源、第２の供給源、および熱源を動作させるように構成されてもよい。酸化ケイ素領域は内側領域に隣接して光学的導波路の外側領域を画定し得る。

上記の要約は単に例示であり、どのような意味でも限定することを意図していない。上に記載された、例示的な態様、例示的な実施形態、および例示的な特徴に加えて、さらなる態様、さらなる実施形態、およびさらなる特徴が、図面や以下の詳細な記載を参照して明らかになる。

本開示の上記の特徴や他の特徴が、添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明や添付の特許請求の範囲から充分に明らかになる。これらの図面は、本開示に従っていくつかの実施形態を描くだけであるので、本発明の範囲を限定するとは考えられないことが理解され、本開示は、添付の図面を使用して、さらに具体的かつ詳細に記載される。
光学的導波路の形成を実装するために利用できる例示的なシステムを例示する。 光学的導波路の形成を実装するために利用できる例示的なシステムを例示する。 光学的導波路の形成の実装するための例示的なプロセスに関する流れ図を描く。 光学的導波路の形成を実装するために利用できるコンピュータプログラム製品を例示する。 光学的導波路の形成を実装するように構成された例示的なコンピュータ計算デバイスを例示する構成図である。 全ての図面は本明細書において記載された少なくともいくつかの実施形態に従って構成される。

以下の詳細な記載において、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。図面において、特に断りがない場合には、同様な記号は典型的には同様な構成要素を識別する。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に記載される例示的な実施形態は、限定することを意図しない。本明細書において提示された主題の精神や範囲を逸脱することなく、他の実施形態が利用されたり、他の変更が行われたりしてもよい。本明細書において概略的に記載され図面に例示された本開示の態様は、多種多様な異なる構成で構成されたり、置換されたり、組み合わされたり、分離されたり、設計されたりすることが出来、それら全てが本明細書で明確に企図されることが容易に理解される。

本開示は、特に、光学的導波路を形成することに関する方法、材料、および装置に関して概略的に描かれる。

簡潔に言うと、光学的導波路、光学的導波路を形成するために有効な方法およびシステム、ならびに光学的導波路を含む光学的システムのための技術が概略的に記載される。一部の例において、光学的導波路はケイ素基板の壁に酸窒化ケイ素領域を含み得る。酸窒化ケイ素領域は光学的導波路の内側領域を画定し得る。壁はビアを画定し得る。光学的導波路は基板に酸化ケイ素領域を含んでもよい。酸化ケイ素領域は内側領域に隣接して光学的導波路の外側領域を画定し得る。

特に断りがある場合や実施例を除いて、明細書や特許請求の範囲で述べられる、材料の量、反応条件、持続時間、定量化された材料の特性などを表す少なくとも一部の数字は、「約」という用語で修飾されていることが理解される。

構造的、組成的、および／または機能的に関連する化合物、材料、もしくは物質、またはある群に属するとして、本明細書において明示的または暗示的に開示され、および／または特許請求の範囲に記載されたあらゆる化合物、材料、または物質は、その群の個々の代表やそれらの全ての組み合わせを含むことも理解される。

図１は、本明細書に記載される少なくとも一部の実施形態に従って構成された光学的導波路の形成を実装するために利用できるシステムを例示する。例示的な光学的導波路形成システム１００は、ビア形成装置１０２、反応チャンバ１０４、熱源１０７、酸素ガス供給源１０６、および／または窒素ガス供給源１０８を含み得る。これらの要素のうちの少なくとも一部は、通信リンク１５６を通じてプロセッサ１５４と通信して配置されてもよい。一部の例において、プロセッサ１５４はメモリ１５８と通信するように適合されてもよく、メモリ１５８は、その中に格納された命令１６０を含む。プロセッサ１５４は、以下で記載される、動作、機能、または作用のうちの少なくとも一部を制御するために、例えば命令１６０によって構成されてもよい。

１１０で示される通り、ビア１２０は任意の適切な方法によってケイ素基板１０１に形成され得る。一例において、ビア形成装置１０２は、ビーム光１０９を適用するように構成されたエキシマレーザを含んでもよい。ビーム光１０９は、以下で考察される通り、導波路の製造に適した任意のサイズのビア１２０をケイ素基板１０１を貫通して形成するために有効であり得る。他の例において、ビア形成装置１０２は、反応性イオン・エッチング・デバイス、プラズマ・エッチング・デバイス、イオン・ビーム・ミリング・デバイス、または電気化学的エッチングデバイスなどのうちの１つ以上を含んでもよい。

１１２に示される通り、ビア１２０を含むケイ素基板１０１は反応チャンバ１０４に配置され得る。一例において、反応チャンバ１０４はオーブンまたは他の加熱チャンバを含んでもよい。反応チャンバ１２０は、熱源１０７によって、約１０００℃から約１５００℃の範囲の反応温度に加熱され、その温度で維持され得る。一例において、熱源１０７は、大気温度から反応温度まで毎秒約１０℃の速度で反応チャンバ１０４内の温度を増加させるように構成され得る。

一例において、プロセッサ１５４は、反応チャンバ１０４にガスを導入するためのガス供給源１０６、１０８を動作させるように構成されてもよい。一例において、ガスは、窒素供給源１０８からの窒素１７２と、酸素供給源１０６からの酸素１７０とを含んでもよい。窒素ガス１７２は、ビア１２０を画定する壁に酸窒化ケイ素の領域１３０を形成するためにケイ素基板１０１のケイ素と反応し得る。例えば、窒素ガス１７２は、例えば、Ｎ２Ｏなどの酸化窒素であり得るか、またはガスはアンモニア（ＮＨ３）や酸素などのガスの混合物、または窒素と酸素との混合物、例えば、空気を備えてもよい。酸窒化ケイ素領域１３０は、以下でさらに詳細に考察される通り、光学的導波路の領域を画定するために有効であり得る。酸窒化ケイ素領域１０３は導波路を通って伝送される光の波長に対して透過性があってもよく、典型的には約１．４６から約２．３の反射率を有する。

１１４に示される通り、プロセッサ１５４は、窒素供給源１０８からの窒素１７２の供給を選択的に停止し、酸素源１０６からの酸素１７０の供給を選択的に提供または継続するようにガス供給源１０６、１０８を動作させるように構成されてもよい。一例において、反応チャンバ１１４に導入されるガスは、窒素１７２を排除するように突然切り替えられ得る。例えば、プロセッサ１５４は、窒素１７２の供給を停止するようにガス供給１０８を動作させ、反応チャンバ１１４から窒素１７２を除去するように真空ポンプ１５２を動作させるように構成されてもよい。一例において、プロセッサ１５４は、実質的に純粋な酸素ガス１７０が反応チャンバ１１４に導入されるまで、窒素ガス１７２に対する酸素ガス１７６の比率を徐々に増加させるようにガス供給源１０６、１０８を動作させるように構成されてもよい。

酸素ガス１７０は、酸窒化ケイ素領域１３０の下にあるケイ素に接触して反応するように酸窒化ケイ素領域１３０を浸透し得る。この反応が酸窒化ケイ素領域１３０に隣接して酸化ケイ素領域１４０を形成し得る。酸化ケイ素領域１４０は光学的導波路１５０の外側領域を形成し得る。一例において、酸化ケイ素は、約１．４５から約１．４６までの範囲の屈折率を有し得る。光学的導波路１５０は、空のコアまたは適切な透過性材料１８４で充填されたコアを有してもよい。例えば、材料１８４はアクリレート、シロキサン、ポリイミド、エポキシなどのポリマーを含み得る。

ガス１７０、１７２の導入はそれぞれ、約１０分から約２０分までの範囲の反応時間の間維持され得、その反応時間は、所望の反応温度と、所望の酸窒化ケイ素領域および酸化窒素領域の深さとに従って変更できる。約１，１００℃の反応温度が環状の光学的導波路を形成するために使用されてもよく、環状の光学的導波路では、領域１３０と領域１４０とのそれぞれが、約１ミクロンから約１０ミクロンの範囲の厚さを個々に有する。

１１６に示される通り、光学的通信システムは、光学的信号トランスミッタ１８０と、光学的信号レシーバ１８２と、導波路１５０とを含むことが出来る。導波路１５０は光学的信号トランスミッタ１８０と光学的信号レシーバとの間に配置されてもよい。導波路１５０は、酸窒化ケイ素領域１３０のコアと、コア１３０の周りに配置された酸化ケイ素領域１４０の形態のクラッディングとを含んでもよい。集積回路７０は光学的信号トランスミッタ１８０と通信してもよい。

図２は、本明細書において記載された少なくとも一部の実施形態に従って構成された光学的導波路の形成を実装するために利用できる一部の例示的なシステム２００を例示する。図２のシステム２００は、図１のシステム１００と実質的に同様であるが、追加の詳細を有する。図１の構成要素と同一にラベル付けされた、図２の構成要素は、明確さの目的のために再びは記載されない。

１１０で示される通り、一部の例において、ビア１２０は上で考察した通りケイ素基板１０１に形成されてもよい。１９０で示される通り、プロセッサ１５４は反応チャンバ１１４に酸素ガス１７０を供給するためにガス供給源１０６を動作させるように構成されてもよい。酸素ガス１７０は、上で考察された通り、熱酸化技術または気相蒸着技術を使用して酸化ケイ素の領域１４０を形成するように基板１００のケイ素と反応してもよい。その後、酸窒化ケイ素領域１３０が形成されることが出来る。プロセッサ１５４は、Ｎ２またはＮＨ３などの窒素含有ガス１９６をチャンバ１０４に供給するように蒸着デバイス１９４を動作させるように構成されてもよい。ガス１９６は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ気相蒸着（ＰＶＤ）、または本明細書において記載される目的に適したその他任意の蒸着技術によって酸化ケイ素領域１３０上に酸窒化ケイ素領域１３０を蒸着させるのに有効であり得る。

図３は、本明細書において記載された少なくとも一部の実施形態に従って光学的導波路を形成するための例示的なプロセス２５０に関する流れ図を描く。図３のプロセスは、例えば、上で考察されたシステムを使用して実装されることが出来る。例示的なプロセスは、ブロックＳ２、ブロックＳ４、および／またはブロックＳ６のうちの１つ以上によって例示されるような、１つ以上の動作、１つ以上の行為、または１つ以上の機能を含み得る。個別のブロックとして例示されるが、所望の実装に従って、様々なブロックが、さらなるブロックに分割されたり、少ない数のブロックに組み合わせられたり、排除されたりしてもよい。手順はブロックＳ２で開始し得る。

ブロックＳ２「基板にビアを形成する」において、ビア形成装置はケイ素基板にビアを形成するように構成され得る。一部の例において、ビア形成装置はレーザを含んでもよい。一部の例において、ビアは反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、イオン・ビーム・ミリング、または電気化学的エッチングによって形成されてもよい。処理はブロックＳ２からブロックＳ４へと続いてもよい。

ブロックＳ４「ケイ素基板の壁に酸窒化ケイ素領域を形成する」において、プロセッサは、ケイ素基板の壁に酸窒化ケイ素領域を形成するために基板に窒素含有ガスを供給するように窒素供給源を動作させるように構成されてもよい。一部の例において、酸窒化ケイ素領域は光学的導波路の内側領域を画定する。壁は基板のビアを画定してもよい。一部の例において、酸窒化ケイ素領域は反応チャンバ内の窒素含有ガス内でケイ素基板を加熱することによって形成されてもよい。一部の例において、酸窒化ケイ素領域は気相蒸着技術によって形成されてもよい。処理はブロックＳ４からブロックＳ６へと続いてもよい。

ブロックＳ６「ケイ素基板に酸化ケイ素の領域を形成する」において、プロセッサはケイ素基板の酸化ケイ素領域を形成するために酸素供給源を動作させるように構成されてもよい。酸化ケイ素領域は内側領域に隣接して光学的導波路の外側領域を画定してもよい。

図４は、本明細書に記載された少なくとも一部の実施形態に従って構成された光学的導波路の形成を実装するためのコンピュータプログラム製品を例示する。プログラム製品３００は信号搬送媒体３０２を含んでもよい。信号搬送媒体３０２は、例えばプロセッサによって実行される場合に、図１〜図３に関して上で記載された機能を提供し得る１つ以上の命令３０４を含み得る。このように、例えば、システム１００およびシステム２００を参照して、媒体３０２によってシステム１００および／またはシステム２００に伝達された命令３０４に応答して、プロセッサ１５４は図４に示されたブロックのうちの１つ以上に取り組んでもよい。

一部の実装において、信号搬送媒体３０２はハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、メモリなどのコンピュータ読み取り可能な媒体３０６を含み得るが、それらには限定されない。一部の実装において、信号搬送媒体３０２は、メモリ、読み取り／書き込み（Ｒ／Ｗ）ＣＤ、Ｒ／Ｗ ＤＶＤなどの記録可能な媒体３０８を含んでもよいが、それらには制限されない。一部の実装において、信号搬送媒体３０２は、デジタルおよび／またはアナログの通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波路、有線通信リンク、ワイヤレス通信リンクなど）のような通信媒体３１０を含み得るが、それらには限定されない。このように、例えば、プログラム製品３００は、ＲＦ信号搬送媒体３０２によってシステム１００の１つ以上のモジュールに伝達されてもよく、信号搬送媒体３０２は、ワイヤレス通信媒体３１０（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に適合するワイヤレス通信媒体）によって伝達される。

図５は、本明細書に記載された少なくとも一部の実施形態に従って構成された光学的導波路の形成を実装するための例示的なコンピュータ計算デバイスを例示する構成図である。ごく基本的な構成４０２において、コンピュータ計算デバイス４００は典型的には、１つ以上のプロセッサ４０４とシステムメモリ４０６とを含む。メモリバス４０８がプロセッサ４０４とシステムメモリ４０６との間で通信するために使用されてもよい。

所望の構成に従って、プロセッサ４０４は、マイクロプロセッサ（μＰ）、マイクロコントローラ（μＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはそれらの任意の組み合わせを含む任意の種類のものであってもよいが、それらには限定されない。プロセッサ４０４は、レベル１キャッシュ４１０およびレベル２キャッシュ４１２などの１つ以上のレベルのキャッシュと、プロセッサコア４１４と、レジスタ４１６とを含んでもよい。例示的なプロセッサ４１４は、算術論理演算ユニット（ＡＬＵ）、浮動点少数演算ユニット（ＦＰＵ）、デジタル信号処理コア（ＤＳＰ Ｃｏｒｅ）、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。例示的なメモリコントローラ４１８もまたプロセッサ４０４と共に使用されてもよく、または一部の実装において、メモリコントローラ４１８はプロセッサ４０４の内部部分であってもよい。

所望の構成に従って、システムメモリ４０６は、揮発性メモリ（ＲＡＭなど）、不揮発性メモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、またはそれらの任意の組み合わせを含む任意の種類のものであってもよいが、それらには限定されない。システムメモリ４０６はオペレーティングシステム４２０、１つ以上のアプリケーション４２２、およびプログラムデータ４２４を含んでもよい。

アプリケーション４２２は、図１〜図４に関して先に記載された機能を含む、本明細書において記載されたような機能を行うように構成された光学的導波路アルゴリズム４２６の形成を含んでもよい。プログラムデータ４２４は、本明細書において記載されたような光学的導波路の形成を実装するために有用であり得る光学的導波路データ４２８の形成を含んでもよい。一部の実施形態において、アプリケーション４２２は、光学的導波路の形成が提供され得るように、オペレーティングシステム４２０上でプログラムデータ４２４と共に動作するように構成されてもよい。この記載の基本構成４０２は内側の破線内の構成要素によって図５に例示される。

コンピュータ計算デバイス４００は、基本構成４０２と必要とされる任意のデバイスやインタフェースとの間の通信を容易にするように、追加の特徴または機能と追加のインタフェースとを有してもよい。例えば、バス／インタフェースのコントローラ４３０が格納インタフェースバス４３４を介して基本構成４０２と１つ以上のデータ格納デバイス４３２との間の通信を容易にするように使用されてもよい。データ格納デバイス４３２は、リムーバブル格納デバイス４３６、ノンリムーバブル格納デバイス４３８、またはそれらの組み合わせであり得る。リムーバブル格納デバイスおよびノンリムーバブル格納デバイスの例を２〜３挙げると、フレキシブル・ディスク・ドライブやハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気ディスクデバイス、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブまたはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブなどの光学的ディスクドライブ、ソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）、およびテープドライブを含む。例示的なコンピュータ格納媒体は、例えば、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報を格納するために任意の方法または技術で実装された、揮発性または不揮発性のリムーバブルおよびノンリムーバブルの媒体を含み得る。

システムメモリ４０６と、リムーバブル格納デバイス４３６と、ノンリムーバブル格納デバイス４３８とがコンピュータ格納媒体の例である。コンピュータ格納媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光学的格納装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク格納装置もしくは他の磁気格納デバイス、または所望の情報を格納するために使用され得ると共にコンピュータ計算デバイス４００によってアクセスされ得るその他の媒体を含むが、それらには限定されない。あらゆるこうしたコンピュータ格納媒体はコンピュータ計算デバイス４００の一部であってもよい。

コンピュータ計算デバイス４００はまた、バス／インタフェースのコントローラ４３０を介して様々なインタフェースデバイス（例えば、出力デバイス４４２、周辺インタフェース４４４、および通信デバイス４４６）から基本構成４０２への通信を容易にするためにインタフェースバス４４０を含んでもよい。例示的な出力デバイス４４２は、グラフィック処理ユニット４４８とオーディオ処理ユニット４５０とを含み、それらは、１つ以上のＡ／Ｖポート４５２を介してディスプレイまたはスピーカなどの様々な外部デバイスに通信するように構成されてもよい。例示的な周辺インタフェース４４４は、シリアル・インタフェース・コントローラ４５４またはパラレル・インタフェース・コントローラ４５６を含み、それらは、１つ以上のＩ／Ｏポート４５８を介して、入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイスなど）または他の周辺デバイス（例えば、プリンタ、スキャナなど）のような外部デバイスと通信するように構成されてもよい。例示的な通信デバイス４４６は、１つ以上の通信ポート４６４を介したネットワーク通信リンクによって１つ以上の他のコンピュータ計算デバイス４６２と通信することを容易にするように構成され得るネットワークコントローラ４６０を含む。

ネットワーク通信リンクは通信媒体の一例であり得る。通信媒体は典型的には、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波もしくは他の輸送メカニズムなどの変調データ信号における他のデータによって実現されてもよく、任意の情報配信媒体を含んでもよい。「変調データ信号」は、信号内に情報を符号化するように設定または変更された特徴のうちの１つ以上を有する信号であり得る。限定するものではなく、例として、通信媒体は、有線ネットワーク、直接配線接続などの有線媒体と、音響、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、および他のワイヤレス媒体などのワイヤレス媒体とを含み得る。本明細書において使用される場合、コンピュータ読み取り可能な媒体という用語は、格納媒体と通信媒体との両方を含み得る。

コンピュータ計算デバイス４００は、携帯電話、携帯端末（ＰＤＡ）、個人向けメディア・プレーヤ・デバイス、ワイヤレスウェブ閲覧デバイス、個人向けヘッドセット・デバイス、特定用途向けデバイス、または上記の機能のいずれかを含むハイブリッドデバイスなどのフォームファクタの小さいポータブル（またはモバイル）電子デバイスの一部として実装されてもよい。コンピュータ計算デバイス４００はまた、ラップトップコンピュータ構成と非ラップトップコンピュータ構成との両方を含むパーソナルコンピュータとして実装されてもよい。

本開示は、本出願において記載された特定の実施形態に関して限定されない。それらの特定の実施形態は様々な態様の例示として意図される。当業者には明らかな通り、多くの改変と変化形とが本発明の精神と範囲とを逸脱することなく行われることが出来る。本開示の範囲内にある機能的に同等な方法や装置は、本明細書において列挙された方法や装置に加えて、上記の記載から当業者には明らかになる。こうした改変や変化形は、添付の特許請求の範囲に該当することを意図している。本開示は、添付の特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に、こうした特許請求の範囲の用語によってのみ制限される。本開示は、特定の方法、試薬、化合物、組成物、または生物学的システムに制限されず、それらは当然に変化し得ることが理解される。本明細書で使用された用語は、特定の実施形態を記載する目的のためだけのものであり、限定することを意図していないことも理解される。

本明細書における実質的にあらゆる複数形および／または単数形の用語の使用に関して、当業者は、文脈および／または用途に適切であるように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に解釈できる。様々な単数形／複数形の置換は明確性のために本明細書において明示的に述べられ得る。

概して、本明細書において使用される用語、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）において使用される用語は、「開いた」用語（例えば、「含んでいる」という用語は、「含んでいるが限定されない」と解釈されるべきであり、「有する」という用語は、「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む」という用語は、「含むが限定されない」と解釈されるべきであるなど）を概して意図されることが、当業者には理解される。導入された請求項の記載の特定の数字が意図される場合には、こうした意図が特許請求の範囲に明示的に記載され、こうした記載がない場合には、こうした意図が存在しないことが、当業者によってさらに理解される。例えば、理解を助けるものとして、以下の添付の特許請求の範囲は、請求項の記載を導入するための「少なくとも１つ」および「１つ以上」という導入語句の使用を含み得る。しかしながら、こうした語句の使用は、同じ請求項が「１つ以上の」または「少なくとも１つの」という導入語句と、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」などの不定冠詞とを含む場合であっても、不定冠詞「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」による請求項の記載の導入が、こうした導入された請求項の記載を含むあらゆる特定の請求項をたった１つのこうした記載を含む実施形態に限定することを含意すると理解されるべきではなく（例えば、「１つの（ａ）」および／または「１つの（ａｎ）」は、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」を意味するように解釈されるべきであり）、請求項の記載を導入するために使用される定冠詞の使用にも同じことが当てはまる。さらに、導入された請求項の記載において特定の数字が明示的に記載された場合であっても、こうした記載は少なくとも記載の数字であることを意味するように解釈されるべきであることを当業者は認識する（例えば、他に修飾語を伴わない「２つ」という単なる記載は、少なくとも２つまたは２つ以上を意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つなど」に対する慣例的な類義語が使用される例においては、概して、こうした構成は当業者がその慣例を理解する意味が意図される（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａを単独で、Ｂを単独で、Ｃを単独で、ＡとＢとを共に、ＡとＣとを共に、ＢとＣとを共に、および／またはＡとＢとＣとを共に有するシステムなどを含むが、それらには限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つなど」に対する慣例的な類義語が使用される例においては、概して、こうした構成は当業者がその慣例を理解する意味が意図される（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａを単独で、Ｂを単独で、Ｃを単独で、ＡとＢとを共に、ＡとＣとを共に、ＢとＣとを共に、および／またはＡとＢとＣとを共に有するシステムなどを含むが、それらには限定されない）。事実上あらゆる離接接続詞、および／または２つ以上の代替用語を表す事実上あらゆる語句は、詳細な説明であっても、特許請求の範囲であっても、図面であっても、その用語のうちの１つ、その用語のうちのいずれか、または両方の用語を含む可能性を企図するように理解されるべきであることが当業者によってさらに理解される。例えば、「ＡまたはＢ」という語句は、「Ａ」もしくは「Ｂ」または「ＡおよびＢ」の可能性を含むように理解される。

さらに、本開示の特徴または態様が、マーカッシュ群に関して記載される場合には、本開示もまた、マーカッシュ群によって、マーカッシュ群の中に記載された個々のもの、またはマーカッシュ群の中に記載されたものの部分群に関して記載されたことを当業者は認識する。

当業者には理解される通り、明細書の記載を提供する点などのありとあらゆる目的で、本明細書において開示された全ての範囲もまた、考えられるありとあらゆる部分範囲やその部分範囲の組み合わせを含む。あらゆる列挙された範囲は、同じ範囲が、少なくとも等しい半分、少なくとも等しい三分の一、少なくとも等しい四分の一、少なくとも等しい五分の一、少なくとも等しい十分の一などに細分化されることを充分に記載し可能にすると容易に理解されることが出来る。非限定的な例として、本明細書において考察された各範囲は、下側の三分の一、中間の三分の一、および上側の三分の一などに容易に細分化されることが出来る。当業者には理解される通り、「まで」、「少なくとも」、「よりも多い」、「未満」などの全ての用語は、記載された数字を含み、上で考察された通り、その後に部分範囲に細分化されることが出来る範囲を指す。最後に、当業者には理解される通り、範囲はそれぞれ、個々のものを含む。従って、例えば、１つ〜３つの細胞を有する群は、１つ、２つ、または３つの細胞を有する群を指す。同様に、１つ〜５つの細胞を有する群は、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つの細胞を有する群などを指す。

様々な態様や実施形態が本明細書に記載されてきたが、他の態様や他の実施形態が当業者には明らかである。本明細書において開示された様々な態様や実施形態は、例示の目的のためのものであり、限定することを意図しておらず、真の範囲や精神は以下の特許請求の範囲によって示される。

一例において、プロセッサ１５４は、反応チャンバ１０４にガスを導入するためのガス供給源１０６、１０８を動作させるように構成されてもよい。一例において、ガスは、窒素供給源１０８からの窒素１７２と、酸素供給源１０６からの酸素１７０とを含んでもよい。窒素ガス１７２は、ビア１２０を画定する壁に酸窒化ケイ素の領域１３０を形成するためにケイ素基板１０１のケイ素と反応し得る。例えば、窒素ガス１７２は、例えば、Ｎ２Ｏなどの酸化窒素であり得るか、またはガスはアンモニア（ＮＨ３）や酸素などのガスの混合物、または窒素と酸素との混合物、例えば、空気を備えてもよい。酸窒化ケイ素領域１３０は、以下でさらに詳細に考察される通り、光学的導波路の領域を画定するために有効であり得る。酸窒化ケイ素領域１３０は導波路を通って伝送される光の波長に対して透過性があってもよく、典型的には約１．４６から約２．３の反射率を有する。

１１４に示される通り、プロセッサ１５４は、窒素供給源１０８からの窒素１７２の供給を選択的に停止し、酸素源１０６からの酸素１７０の供給を選択的に提供または継続するようにガス供給源１０６、１０８を動作させるように構成されてもよい。一例において、反応チャンバ１０４に導入されるガスは、窒素１７２を排除するように突然切り替えられ得る。例えば、プロセッサ１５４は、窒素１７２の供給を停止するようにガス供給源１０８を動作させ、反応チャンバ１０４から窒素１７２を除去するように真空ポンプ１５２を動作させるように構成されてもよい。一例において、プロセッサ１５４は、実質的に純粋な酸素ガス１７０が反応チャンバ１０４に導入されるまで、窒素ガス１７２に対する酸素ガス１７０の比率を徐々に増加させるようにガス供給源１０６、１０８を動作させるように構成されてもよい。

１１６に示される通り、光学的通信システムは、光学的信号トランスミッタ１８０と、光学的信号レシーバ１８２と、導波路１５０とを含むことが出来る。導波路１５０は光学的信号トランスミッタ１８０と光学的信号レシーバ１８２との間に配置されてもよい。導波路１５０は、酸窒化ケイ素領域１３０のコアと、コア１３０の周りに配置された酸化ケイ素領域１４０の形態のクラッディングとを含んでもよい。集積回路７０は光学的信号トランスミッタ１８０と通信してもよい。

１１０で示される通り、一部の例において、ビア１２０は上で考察した通りケイ素基板１０１に形成されてもよい。１９０で示される通り、プロセッサ１５４は反応チャンバ１０４に酸素ガス１７０を供給するためにガス供給源１０６を動作させるように構成されてもよい。酸素ガス１７０は、上で考察された通り、熱酸化技術または気相蒸着技術を使用して酸化ケイ素の領域１４０を形成するように基板１００のケイ素と反応してもよい。その後、酸窒化ケイ素領域１３０が形成されることが出来る。プロセッサ１５４は、Ｎ２またはＮＨ３などの窒素含有ガス１９６をチャンバ１０４に供給するように蒸着デバイス１９４を動作させるように構成されてもよい。ガス１９６は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ気相蒸着（ＰＶＤ）、または本明細書において記載される目的に適したその他任意の蒸着技術によって酸化ケイ素領域１４０上に酸窒化ケイ素領域１３０を蒸着させるのに有効であり得る。

Claims (20)

1. ケイ素基板に形成された光学的導波路であって、前記光学的導波路は、
   前記ケイ素基板の壁における酸窒化ケイ素領域であって、前記酸窒化ケイ素領域は、前記光学的導波路の内側領域を画定し、前記壁はビアを画定する、酸窒化ケイ素領域と、
   前記基板内の酸化ケイ素領域であって、前記酸化ケイ素領域は、前記内側領域に隣接して前記光学的導波路の外側領域を画定する、酸化ケイ素領域と
   を備える、光学的導波路。
2. 前記外側領域が、前記内側領域と前記ケイ素基板のケイ素との間にある、請求項１に記載の光学的導波路。
3. 前記内側領域は、環状の断面を含む、請求項１に記載の光学的導波路。
4. 前記内側領域にポリマー樹脂をさらに備える、請求項３に記載の光学的導波路。
5. ケイ素基板に光学的導波路を形成する方法であって、前記方法は、
   前記ケイ素基板の壁に酸窒化ケイ素領域を形成することであって、前記酸窒化ケイ素領域は、前記光学的導波路の内側領域を画定し、前記壁はビアを画定することと、
   前記ケイ素基板に酸化ケイ素領域を形成することであって、前記酸化ケイ素領域は、前記内側領域に隣接して前記光学的導波路の外側領域を画定することと
   を含む、方法。
6. 前記ウエハに前記ビアを形成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. レーザドリリング、反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、イオン・ビーム・ミリング、または電気化学的エッチングのうちの少なくとも１つを行うことによって前記ウエハにビアを形成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
8. 充分な反応条件の下で反応チャンバにおいて窒素含有ガスと前記ケイ素ウエハを反応させることによって前記内側領域を形成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
9. 前記ガスは、酸化窒素とアンモニア、及び窒素／酸素の混合物とからなる群から選択されるガスを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記反応条件は、約１０００℃から約１５００℃の範囲の温度を含む、請求項８に記載の方法。
11. 充分な反応条件下で反応チャンバにおいて酸素含有ガスと前記ケイ素ウエハを反応させることによって前記外側領域を形成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
12. 充分な反応条件下で反応チャンバにおいて、窒素を含有する第１のガスと前記ケイ素ウエハを反応させることによって前記内側領域を形成することと、
    充分な反応条件下で反応チャンバにおいて、酸素を含有する第２のガスと前記ケイ素ウエハを反応させることによって前記外側領域を形成することと
    をさらに含む、請求項５に記載の方法。
13. 前記内側領域を形成する前に前記外側領域を形成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
14. 前記外側領域を形成する前に前記内側領域を形成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
15. 化学気相蒸着またはプラズマ気相蒸着のうちの少なくとも一方によって前記内側領域を形成することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
16. ケイ素基板に形成された光学的導波路を含む光学的通信システムであって、前記通信システムは、
    光学的信号トランスミッタと、
    前記光学的導波路を通じて前記光学的トランスミッタと通信する、光学的レシーバと
    を備え、前記光学的導波路は、
    前記ケイ素基板の壁における酸窒化ケイ素領域であって、前記酸窒化ケイ素領域は、前記光学的導波路の内側領域を画定し、前記壁はビアを画定する、酸窒化ケイ素領域と、
    前記基板における酸化ケイ素領域であって、前記酸化ケイ素領域は、前記内側領域に隣接して前記光学的導波路の外側領域を画定する、酸化ケイ素領域と
    を含む、光学的通信システム。
17. 前記ウエハは前記光学的信号トランスミッタと通信する集積回路を含む、請求項１６に記載の光学的通信システム。
18. ケイ素ウエハにおいて光学的導波路を形成するために有効なシステムであって、前記ウエハはビアを画定する壁を含み、前記システムは、
    反応チャンバと、
    第１のガスの第１の供給源であって、前記第１のガスは窒素を含み、前記第１の供給源は前記反応チャンバと連絡して構成される、第１のガスの第１の供給源と、
    第２のガスの第２の供給源であって、前記第２のガスは酸素を含み、前記第２の供給源は前記反応チャンバと連絡して構成される、第２のガスの第２の供給源と、
    熱源であって、前記熱源は前記反応チャンバと動作するように関連付けられる、熱源と、
    プロセッサであって、前記プロセッサは、前記反応チャンバ、前記第１の供給源、前記第２の供給源、および前記熱源と通信するように構成され、前記プロセッサは、
    前記ケイ素基板の前記壁における酸窒化ケイ素領域を形成することであって、前記酸窒化ケイ素領域は、前記光学的導波路の内側領域を画定することと、
    前記基板に酸化ケイ素領域を形成することであって、前記酸化ケイ素領域は、前記内側領域に隣接して、前記光学的導波路の外側領域を画定すること
    のために、前記第１の供給源、前記第２の供給源、および前記熱源を動作させるように構成される、プロセッサと
    を備える、システム。
19. ビア形成装置をさらに備え、前記プロセッサは、前記ビア形成装置と通信する、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記ビア形成装置は、レーザドリリング装置、反応性イオンエッチング装置、プラズマエッチング装置、イオン・ビーム・ミリング装置、または電気化学的エッチング装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載のシステム。

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