JP2017524961A - 光結合器 - Google Patents
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Abstract
本開示の複数の実施形態は、光結合器に対する技術および構成に向けられる。いくつかの実施形態において、デバイスは、光源から入力される光を送信する光導波路を含んでよい。光導波路は、半導体層を含み、約４５度の角度未満で形成された縁部を備える一方のファセットと、半導体層にほぼ垂直に形成された別のファセット層とを備えたトレンチを有してよい。縁部は、別の媒体と界面接続し、入力された光を受信し、受信された光を伝搬するべくほぼ垂直に受信された光を反射するミラーを形成してよい。複数の他の実施形態が説明され、および／または、特許請求され得る。
Description
関連出願に対する相互参照 本願は、２０１４年７月１８日に出願された「光結合器」と題する米国特許出願第１４／３３５，７５６に対し優先権を宣言し、その全開示はこれによって全体に参照することにより援用される。
本開示の複数の実施形態は概して光電子工学の分野に関し、より詳しくは、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）ウェーハ上に製造されるシリコンフォトニクス回路などのプレーナフォトニクス回路用の垂直光結合器を提供する技術および構成に関する。
シリコンフォトニクスは、コスト効率が高い光電子工学統合用のプレーナフォトニクス回路に基づいて最も一般的で成功した技術プラットフォームの１つとみなされることも多い。レーザ、変調器および検出器などの光導波路ベースのフォトニクスデバイスは、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）ウェーハ上に通常製造される。ＳＯＩフォトニックシステムにおいて、光はウェーハ（またはチップ）平面に通常限られる。シリコン導波路は，サブミクロン断面で通常設計され、より高い速度およびより低い駆動電力を達成するアクティブおよびパッシブデバイスの密な集積化を可能にする。シリコンと、複数の他の媒体（例えば、空気またはガラス）との間の屈折率の高い差異に起因して、シリコンチップを出射する光の開口数（ＮＡ）は、通常の光ファイバのＮＡよりも大きくなり得る。光モード変換器（ＯＭＣ）は通常、光導波路と光ファイバとの間の光結合を改善するべく使用される。しかしながら、既存のＯＭＣは、所望の効率および／または帯域幅を与えるとは限らない場合があり、所望のレベルより高い偏光従属性を引き起こす場合がある。
複数の実施形態は、添付の図面と共に、以下の詳細な説明によって、容易に理解されるであろう。この説明を容易にするべく、同様の参照符号は、同様の構造要素を指す。複数の実施形態は、複数の添付の図面の複数の図において例として図示されており、限定として示されるものではない。
本開示の複数の実施形態は、他の光デバイスを備えた垂直光結合を提供するように構成される光デバイス向けの技術および構成を説明する。デバイスは、光源から入力される光を送信する光導波路を備えてよい。光導波路は、入力された光を受信する第１の端部と、約４５度の角度未満で形成された縁部を備え得る第２の端部とを有する強化された誘電体材料層を含み得る。縁部は、別の誘電体材料層と界面接続し、受信された光を伝搬すべく、ほぼ垂直に受信された光を反射する線状ミラーを形成し得る。導波路は、光を受信する第１の領域と、第１の領域からオフセットされ、第１の領域に隣接する第２の領域を含む半導体材料から形成される部分を含み得る。第１の領域は、光導波路の誘電体部分に面するファセットを有し得る。ファセットは、光導波路から誘電体部分によって後方に反射された光の少なくとも一部を光導波路から離れるほうに向けるほぼ非線形形状を有し、後方反射を減少し得る。導波路は、誘電体部分と結合するスペーサを含み、ミラーによって反射された光を出力し得る。スペーサは、出力光の開口数を減少するべく、強化された誘電体材料の開口数値より低い開口数値を備えた誘電体材料を備え得る。
別の実施形態において、光デバイスは光源から入力された光を送信する光導波路を備えてよい。光導波路は、約４５度の角度未満で形成された縁部を備える一方のファセットと、半導体層にほぼ垂直に形成される別のファセットとを備えたトレンチを有する半導体層を含んでよい。縁部は別の媒体と界面接続して、入力された光を受信し、受信された光を伝搬するべくほぼ垂直に受信された光を反射するミラーを形成し得る。いくつかの実施形態において、その別の媒体は、トレンチを満たす空気を備えてよく、縁部を備えたファセットは、ファセットに配置された反射材料を有してよい。いくつかの実施形態において、その別の媒体は、別の半導体層を備えてよく、ミラーは、半導体層にほぼ垂直の、ミラーに向けられた光の全内部反射（ＴＩＲ）を与えるように構成されてよい。
以下の説明において、様々な態様の例示的な実装が、当業者によって通常使用される用語を用いて説明され、それにより、他の当業者にこれらの仕事の本質が伝えられる。しかしながら、本開示の複数の実施形態は、説明される態様のうちのいくつかのみを用いて実施され得ることは、当業者には明らかであろう。説明を目的として、例示的な実装の完全な理解を提供するべく、特定の数、材料、および構成を明らかにする。本開示の複数の実施形態は、具体的な詳細が無くても実施され得ることは、当業者には明らかであろう。他の例では、周知の特徴は、例示的な実装を不明瞭にしないために、省略または簡略化される。
以下の詳細な説明において、その一部を形成する添付の図面に参照がなされ、全体にわたり同様な符号は同様な部分を示し、これは本開示の主題が実施され得る、複数の例示的な実施形態として示される。複数の他の実施形態が利用され得、本開示の範囲を逸脱することなく、複数の構造上のまたは論理上の変更が行われ得ることが理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定の意味にみなされるべきではなく、実施形態の範囲は、複数の添付請求項およびそれらの同等物によって定義される。
本開示の適用上、語句「Ａおよび／またはＢ」は（Ａ）、（Ｂ）または（ＡおよびＢ）を意味する。本開示の適用上、「Ａ、Ｂ、および／またはＣ」という語句は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）、又は（Ａ、Ｂ、およびＣ）を意味する。
説明は、上／下、内／外、上方／下方などのような視点に基づく説明を使用する場合がある。そのような説明は、単に説明を容易にするために用いられるのであり、本明細書に記載される実施形態の用途を任意の特定の方向に限定するべく意図されない。
詳細な説明は、「一実施形態において」または「複数の実施形態において」という語句を用いてよく、これらは各々、同一または異なる複数の実施形態のうちの１または複数を指してよい。さらに、「備える」、「含む」、「有する」などの用語は、本開示の複数の実施形態に対して用いられるように、同義語である。
「〜と結合する（ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ）」という用語は、その派生語と共に、本明細書で使用され得る。「結合される」は、以下の１または複数を意味し得る。「結合される」は、２またはそれより多くの要素が直接物理的または電気的コンタクトすることを意味し得る。しかしながら、「結合される」はまた、２またはそれより多くの要素が間接的に互いに接触することを意味し得るが、更にまだ互いに協働または作用し、１または複数の他の要素が、互いに結合されると言われる要素間に結合され、または接続されることを意味し得る。用語「直接結合される」は、２またはそれより多くの要素が直接接触することを意味し得る。
様々な実施形態において、「第２の層に形成、堆積、または、そうでなければ配置される第１の層」なる語句は、第１の層は、第２の層上に形成、堆積、成長、接合、または、そうでなければ配置されることを意味し得、第１の層の少なくとも一部は、第２の層の少なくとも一部と直接コンタクト（例えば、直接物理的および／または電気的コンタクト）または間接コンタクト（例えば、第１の層と第２の層との間の１または複数の他の層を有すること）をし得る。
本明細書にて使用されるように、「モジュール」なる用語は、１または複数のソフトウェアまたはファームウェアプログラムを実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、プロセッサ（共有される、専用される、またはグループ）、および／またはメモリ（共有される、専用される、またはグループ）、組み合わせ論理回路、および／または説明された機能性を提供する他の好適な構成要素を指すか、それの一部となるか、それを含むかであり得る。
図１は、いくつかの実施形態にしたがって、本明細書に説明されるように光を反射する角度未満で配置されたミラーで構成される光結合器を含み得る光電子工学システム１００のブロック図である。光電子工学システム１００は、例えば、データセンタの複数のラック間、または、長距離では、複数のデータストレージ施設間、複数のデータセンタ間などの光ファイバを経由して、データ信号で変調された光信号を送信するべく使用され得る。
光電子工学システム１００は、光信号１１８（例えば、一定の光強度信号）をそれぞれの変調器１０６に提供する１または複数の光源（例えば、レーザデバイス）１０４を有する光学装置（デバイス）１０２を含み、送信されるデータ信号に従って、入力された光を変調し得る。光源１０４および対応する変調器１０６の各組み合わせは、通信チャネル１１０、１１２、１１４を備えてよい。変調器１０６は、変調された光信号１２０をマルチプレクサ（図示せず）に出力し得、光信号は、導波路１２４と、垂直光結合器（ＶＯＣ）１２６などの光結合器とを有する光モード変換器（ＯＭＣ）１７０に入力され得る。あるいはまた、通信チャネル１１０、１１２および１１４からの複数の光信号（例えば、１２０）は、ＯＭＣ１７０に直接入力され得る。
結合器１２６付きのＯＭＣ１７０は、チャネル１１０、１１２、１１４から光通信チャネル（例えば、光ファイバケーブル、またはファイバが続く結合光学系を含み得る他の構成）１３０までのインターフェースを提供し、光信号１２７を光通信チャネル１３０に転送し、別の光デバイス１３４によって受信されるように構成され得る。複数の実施形態において、光導波路１２４は、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ)ベースの光導波路を備え得る。ミラー１５０を有する光結合器１２６は、下記により完全に説明するように、導波路１２４を介して伝搬する光信号１２２を光信号１２７へと変換し、光通信チャネル１３０と結合するように構成され得る。いくつかの実施形態において、ミラー１５０付きの光結合器１２６は、光通信チャネル１３０を経由して光デバイス１３４から入力された光信号１２８を、導波路１２４を経由して光デバイス１０２へと結合するように構成され得る。
図２は、いくつかの実施形態にしたがって、光結合器付きの光モード変換器（ＯＭＣ）２７０（例えば、ＯＭＣ１７０に類似）をより詳細に示す例示的な光デバイス２０２（デバイス１０２に類似）のブロック図２００である。図示されるように、ＯＭＣ２７０は、光結合器２２６（例えば、ＶＯＣ１２６と類似）を含み得る。一実施形態において、光結合器２２６は、ミラー２５０を備えた光導波路２２４を含み得る。いくつかの実施形態によれば、ＯＭＣ２７０は、導波路２２４の第１の端部２０４で光デバイス２０２（デバイス１０２に類似）などのフォトニクスデバイスに結合され得る。図３を参照して説明されるように、ミラー２５０は、導波路２２４の第２の端部２０５に決められた角度（以下、「角度付き」）で形成（例えば、カット、エッチング、など）され得る。いくつかの実施形態において、ミラー２５０は、相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）プロセスを用いて製造され得る。
いくつかの実施形態において、導波路２２４の第２の端部２０５は、ミラー２５０を形成するべく臨界角より大きい角度の付いた角度付きカットを有し、反射された光２４２によって示されるように、全内部反射（ＴＩＲ）を用いて導波路面にほぼ垂直である方向に光２４０を反射し、光ファイバ２３０（例えば、図１の光ファイバケーブル１３０に類似）に入射し、これにより広帯域応答を示す。いくつかの実施形態において、ＯＭＣ２７０は、基板２８２に提供され得、ＯＭＣ２７０を含む光デバイス２０２に含まれ得る。
図３は、いくつかの実施形態にしたがって、光結合器付きの光モード変換器を含む例示的な光デバイス２０２の部分３００を図示するブロック図である。図３の説明は、図２および３にて同様な符号で示されたＯＭＣ２７０の構成要素を参照して提供される。
いくつかの実施形態において、光導波路２２４は、基板２８２上に配置された強化された誘電体材料から形成される部分３０４を含み得る。上記に説明されるように、導波路２２４は、デバイス２０２からの光２４０を受信する第１の端部２０４と、約４５度の角度未満で形成された縁部を備え、ミラー２５０を形成し得る第２の端部２０５とを有する。したがって、破線によって示される導波路２２４の部分３０４の少なくとも一部は、光結合器２２６を備え得る。
いくつかの実施形態において、ミラー２５０は、（第２の端部２０５を含む）光導波路２２４の少なくとも部分３０４を備えた誘電体材料と、別の誘電体材料などの別の媒体３６０との間の全内部反射（ＴＩＲ）によって導波路２２４の光伝搬方向に垂直に（例えば、ほぼ直角に）光２４０を反射するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、他の媒体３６０の誘電体材料（例えば、第１の誘電体材料）は、導波路２２４の部分の誘電体材料より低い屈折率を有し、２つの誘電体材料間のＴＩＲを提供し得る。いくつかの実施形態において、第１の誘電体材料は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）または他の誘電体材料のうちの少なくとも１つを備え得る。光導波路２２４の部分３０４は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ポリイミドまたはエポキシベースのネガフォトレジストＳＵ８のうちの１つなど、１．４５から３．４５の範囲の屈折率を有する第２の誘電体材料から作られ得る。 いくつかの実施形態において、部分３０４の誘電体材料は、シラン（ＳｉＨ４）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）またはテトラメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）から選択された１つなどのシリコン添加剤で強化され得る。概して、異なるタイプの材料が、導波路２２４の内部で４５度の角度のカットによるＴＩＲを保証する第１および第２の誘電体材料に使用され得る。
したがって、ミラー２５０は、導波路２２４の部分を備える第２の誘電体材料と、他の媒体３６０を備える第１の誘電体材料との界面によって形成され得る。いくつかの実施形態において、角度付きカットの角度は、ＴＩＲ角度より大きくてよい。いくつかの実施形態において、角度付きカットの角度は、約４５度であり、導波路２２４と他の媒体（例えば、上記に説明された第１の誘電体材料）との間でＴＩＲを生じ得る。これにより、そのカットに入射する反射された光２４２が、約９０度の角度で約１００％反射されるのを可能にし得る。いくつかの実施形態において、ほぼ４５度の角度のカットは、負の４５度の角度のカットを備え得る。
導波路２２４は、図示されるように、第２の端部２０５を備える導波路２２４の一部に堆積される反射防止コーティング（ＡＲＣ）層３０６を含んでよい。ＡＲＣ層３０６は、導波路２２４上に堆積され、ミラー２５０から出力される光の反射を減少させ得る。いくつかの実施形態において、ＡＲＣ層３０６は、酸化物ＡＲＣ層であってよい。そのような実施形態において、ＡＲＣ層３０６は、導波路２２４の上面に堆積される薄い酸化物層を備えてよい。ＡＲＣ層３０６は、導波路２２４の別の媒体との界面でのフレネル反射に起因する（リターン損失を含む）光学的損失を減少させ得る。他の実施形態において、他の材料がＡＲＣ層３０６用に使用され、光が導波路２２４の光伝搬方向にほぼ垂直な角度で導波路２２４を離れるときに、４５度のミラー２５０からの任意の光反射を相殺および／または減少させ得る。いくつかの実施形態において、導波路２２４は、ＡＲＣ層３０６の上に少なくとも部分的に配置されるスペーサ３３６をさらに含み得る。スペーサ３３６は、図４を参照してより詳細に説明されるように、決められた距離だけ部分３０４からオフセットされ得る。
上記に簡単に論じたように、導波路２２４は、別の導波路を含み、上部（第１）領域３６２および下部（第２）領域３６４を有する半導体導波路であってよい。いくつかの実施形態において、半導体導波路の下部領域は、部分３０４と結合されてよいが一方、半導体導波路の上部領域は、フォトニクスデバイス２０２からの光を受信し、受信された光を下部領域に押し下げ得る。
したがって、導波路２２４は、光源（例えば、デバイス２０２）からの光２４０を受信する部分３１４を含み得、部分３１４は、半導体材料（例えば、シリコン）から形成され、第１の端部２０４の周りの部分３０４と結合され得る。部分３１４は、光を受信する第１の領域３１６と、第１の領域３１６と結合する第２の領域３１８とを含み、第１の領域３１６からの光を受信し、受信された光を部分３０４に提供し得る。第２の領域３１８は、図示されるように、第１の領域３１６からオフセットされ、第１の領域３１６に隣接してよい。
第１の領域３１６は、少なくとも１つの半導体層３１７（例えば、シリコン）を含み得る。層３１７は、光導波路２２４の部分３０４の端部３３０に面する少なくとも１つのファセット３２０を有してよい。いくつかの実施形態において、ファセット３２０はほぼ非線形形状を有し、ファセット３２０によって反射して戻ってくる光の少なくとも一部を光導波路２２４から離れるほうに向け、受信された光のリターン損失を減少させ得る。ファセット３２０を有する層３１７の構成例は、図５を参照してより詳細に説明される。
いくつかの実施形態において、導波路２２４の第２の領域３１８は、受信された光を出力する光伝搬方向に逆テーパの端部３２４を含み得、導波路２２４の逆テーパの端部３２４は、第１の端部２０４周りの部分３０４の内部に配置され得る。逆テーパの端部３２４のそのような配置の１つの目的は、デバイス２０２から部分３０４への光を所望の光損失で導くことであり得る。
いくつかの実施形態において、第１の領域３１６は、第２の領域３１８の（光伝搬方向における）長さよりも短い（光伝搬方向における）長さを有し得る。他の実施形態において、第１の領域３１６は、第２の領域３１８の長さと等しいか、それより長い（光伝搬方向における）長さを有し得る。
周知のように、デバイス２０２などの光デバイスによって出力される光の開口数は、導波路２２４形状に依存し得る。出力光の開口数は、上記に説明されたように強化された第２の誘電体材料を備えた導波路２２４の部分３０４の厚さに関連し得る。いくつかの実施形態において、導波路２２４の部分３０４の厚さは、約４マイクロメートルを備えてよく、これにより、開口数が（例えば、約０．３５まで）減少することを可能にし得る。
開口数はまた、ミラー２５０の表面の形状に依存してもよい。ミラー２５０の線形表面は、出力光の開口数を低下させることの一因となる場合がある。ミラー面を線形にすることで、約０．３の開口数をもたらし得る。
いくつかの実施形態において、図３を参照して簡単に説明されるように、開口数は、スペーサ３３６などのスペーサを導波路２２４と統合することによってさらに減少し得る。いくつかの実施形態において、スペーサは、導波路２２４の部分３０４の屈折率値より低い屈折率値を有する第３の誘電体材料（例えば、酸化物）を備えてよい。
図４は、いくつかの実施形態にしたがって、結合器２２６などの光結合器に結合される例示的なスペーサ４３６（図３のスペーサ３３６に類似）を図示する。部分３０４に対するスペーサ４３６の形状（例えば、高さおよび幅）および空間配置は、開口数を約０．２まで減少するように与えられてよい。例えば、スペーサ４３６は、部分３０４上に部分的に配置（例えば、バットカップリング）されてよく、ゼロから０．６マイクロメートルまでに及ぶ距離Ｏだけ部分３０４からオフセットされてよい。スペーサ４３６の高さｈは、約５マイクロメートルであってよく、スペーサ４３６の幅Ｗは、部分３０４の高さＨに対応してよく、約２．５マイクロメートルであってよい。したがって、スペーサ４３６幅Ｗは、Ｈ＋０．５マイクロメートルからＨ＋１．７５マイクロメートルに及んでよい。図４に図示される例において、スペーサ４３６のオフセットＯは、０．３５マイクロメートルであり、高さｈは、５マイクロメートルであり、幅Ｗは、Ｈ＋１．２５マイクロメートルである。概して、スペーサ４３６の幾何学的パラメータおよび部分３０４に対するその配置は、異なる値を有し得、その組み合わせは、開口数の減少をもたらし得る。
再び図３を参照すると、導波路２２４中に向けられる光２４０の少なくとも一部は、導波路２２４のファセット３２０によって反射されて戻り得る。いくつかの実施形態において、反射して戻った光は、光源の安定性に影響を及ぼす場合がある。導波路２２４による反射して戻る光を減少させるべく、導波路２２４は、反射された光の少なくとも一部を導波路から離れるほうに向けるように構成され得る。例えば、図３を参照して簡単に説明されるように、光導波路２２４の部分３０４の端部３３０に面する光導波路２２４の半導体層３１７のファセット３２０は、光を反射して光導波路２２４から離れように構成されてよい。
図５は、いくつかの実施形態にしたがって、導波路２２４の部分３１４の例示的な実施形態の上面図の５００を図示する。前述のように、部分３１４は、１または複数の（例えば、２つの）ファセット３２０を有する層３１７を含む。いくつかの実施形態において、ファセット３２０は、ほぼ非線形（例えば、湾曲または丸まった）形状を有し、ファセット３２０によって反射して戻る光５３０の少なくとも一部を光導波路２２４から離れるほうに向け、受信された光のリターン損失を減少させ得る。
図３に戻って参照すると、ミラー２５０の所望の機械的安定性は、部分３０４の端部２０５が、誘電体材料であり得る別の媒体３６０と界面接続することにより与えられるが、誘電体と空気との界面によって形成される界面がそのような界面により形成されるミラーにＴＩＲを与え得る従来のものとは対照的である。したがって、導波路２２４（第２の誘電体材料）の部分３０４を備えた誘電体材料の屈折率は、媒体３６０を備えた第１の誘電体材料の屈折率と比べると増加され、ＴＩＲ効果を保証し得る。いくつかの実施形態において、第２の誘電体材料は、その屈折率を増加させるべく強化されてよい。上記に説明されるように、第２の誘電体材料は、シラン（ＳｉＨ４）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）から選択された１つなどのシリコン添加剤で強化されてよく、または別の強化された誘電体材料であってよい。いくつかの実施形態において、第２の誘電体材料を強化することにより、その材料の屈折率を２．６にさせてよく、これにより、第１および第２の誘電体材料の界面、例えば、シリコンリッチの窒化物−酸化物界面によって与えられるミラー２５０に対してＴＩＲ条件を保証し得る。
本明細書に説明される角度付き反射ミラーを備えた光結合器は、複数の異なる光デバイスにて使用されてよい。上記に説明された複数の実施形態に加えて、または、それらに対する代替案において、上記に説明されたものと類似した垂直結合構成は、４マイクロメートルから３０マイクロメートル付近の厚さを有するＳＯＩ導波路に出入りする光を結合するために使用されてよい。垂直結合は、ウェーハレベルの試験を可能にするべく使用され得、これは、大量生産のための重要な要件である。
図６−１７は、いくつかの実施形態にしたがって、光結合器の構造を形成する異なる段階を示す角度付き反射ミラーを有する例示的な光結合器の側断面図を模式的に図示する。より詳しくは、図６−１７は、いくつかの実施形態にしたがって、光結合器の構造を形成するように適合された例示的な製造工程を図示する。簡単化のため、複数の図にて現れる光結合器の構造の複数の構成要素（例えば、その構造の複数の層）は、それらが現れる最初の図にて説明および番号付けされ、後の図にて参照される。
図６−１２は、いくつかの実施形態にしたがって、例示的な光結合器を図示する。図６を参照すると、光結合器６００は、埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層６０２と、半導体層（例えば、エピタキシャルシリコン層）６０４と、半導体層６０４の上をおおう誘電体間層（ＩＤＬ）６０６とを備えたＳＯＩウェーハを与える工程後で示される。いくつかの実施形態において、ＢＯＸ層６０２が基板（簡単化のため図示せず）上に配置され得る。
図７において、光結合器６００は、例えば、リソグラフィおよびドライエッチングによって、ＩＤＬ６０６に開口部７０２を与える工程後で示される。
図８において、光結合器６００は、ＩＤＬ６０６を貫通して半導体層６０４中に延在するトレンチ８０２を与える工程後で示される。トレンチは、層６０２、６０４、６０６の平面にほぼ垂直なＳＯＩ導波路中に入力され得る光を結合するべく、約４５度の角度未満で形成される縁部を備える１つのファセット８０４を有してよい。別のファセット８０６は、半導体層６０４にほぼ垂直に形成され得る。縁部は、例えば、グレースケールリソグラフィおよびドライエッチングによって画定され得る。
図９において、光結合器６００は、図８を参照して説明される縁部を備える、トレンチ８０２内部に、少なくともファセット８０４上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）９０２を配置する工程後で示される。より詳しくは、ＡＲＣとして役立つＳｉＮまたはＳｉＯＮが、ファセット８０４上に全面的に配置されてよい。
図１０において、光結合器６００は、ＡＲＣ９０２の上に、図８を参照して説明される縁部を備える少なくとも一方のファセット８０４上に反射材料１００２を配置する工程後で示される。例えば、高反射コーティング（ＨＲＣ）として役立つアルミニウム（Ａｌ）または他の反射材料の全面的な堆積が、図示されるように、ファセット８０４上に与えられてよい。
図１１において、光結合器６００は、ファセット８０４上のＨＲＣ領域１１０２を画定し、ファセット８０６上のＡＲＣ領域１１０４を露出させるべく、反射材料１００２をエッチング（例えば、ウェットエッチング）した工程後で示される。これで、垂直結合構成が、可能とされ得る。例えば、ＨＲＣ領域１１０２とトレンチ８０２を満たす空気との界面によって形成されたミラー１１０８に向けられた光１１０６は、図示されるように、光結合器６００に結合された光導波路に沿って、受信された光１１０６を反射された光１１１０として伝搬するべくミラー１１０８によって受信され、ほぼ垂直に反射され得る。
いくつかの実施形態において、さらなる複数の工程が、光結合器６００を用いた水平結合を提供するべく、採用され得る。図１２において、光結合器６００は、光結合器６００の構造を備えるウェーハの部分１１１２（図１１に示される）をダイシングし、ＡＲＣ領域１１０４をそのまま残す工程後で示される。したがって、水平結合が可能となり、これにより、光結合器６００の複数の層にほぼ平行に向けられた光が、矢印１２０２によって示される導波路に沿って伝搬され得る。
図１３−１７は、いくつかの実施形態にしたがって、別の例示的な光結合器を図示する。
図１３を参照すると、光結合器１３００は、埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層１３０２を備えるＳＯＩウェーハと、半導体層（例えば、エピタキシャルシリコン層）１３０４と、半導体層１３０４の上の誘電体コーティング（例えば、酸化シリコン層）とを与える工程後で示される。いくつかの実施形態において、ＢＯＸ層１３０２は、基板１３１０の上方に配置されてよい。図示されるように、図６−１２を参照して説明されるものと類似するトレンチ１３１２が与えられ、半導体層１３０４中に延在する。より詳しくは、トレンチは、約４５度の角度未満で形成された縁部を備えるファセット１３２０がエッチングされてよく、別のファセット１３２２が、半導体層１３０４にほぼ垂直に形成されてよい。ファセット１３２０を形成する縁部は、別の媒体と界面接続し、光学装置へと入力される入力された光を受信し、受信された光を伝搬するべく受信された光をほぼ垂直に反射するミラーを形成してよい。
図１３に示される光結合器１３００は、反射材料の代わりに、誘電体コーティング１３０６が、トレンチ１３１２を少なくとも部分的に覆うべく与えられ得ることを除いて、図１０に示される光結合器６００の一実施形態に類似して与えられてよい。
図１４において、光結合器１３００は、トレンチを満たすべく誘電体コーティング１３０６の上に別の半導体層１４０２が配置された後で示される。いくつかの実施形態において、半導体層１４０２（例えば、多結晶シリコン）は、誘電体コーティング１３０６の上にエピタキシャル成長されてよい。例えば、シランがシード層として使用されてよく、温度成長が、半導体層をエピタキシャル成長するべく使用されてよい。その結果、ミラー１４０４は、角度付きファセット１３２０上に配置される誘電体コーティング１３０６と、誘電体コーティング１３０６の上に配置される半導体層との界面によって形成されてよい。形成されたミラー１４０４は、半導体層１３０４にほぼ垂直の、ミラー１４０４に向けられた光の全内部反射を与え得る。
図１５において、光結合器１３００は、トレンチ１３１２内部のミラー１４０４を含む領域１５０２に対して保護を与える工程後で示される。例えば、リソグラフィが使用され、トレンチ１３１２内部のミラー１４０４を含む領域１５０２の上に膜または他のコーティング１５０４をパターン化してよい。
図１６において、光結合器１３００は、コーティング１５０４および半導体層１３０４をエッチング（例えば、ドライエッチング）して余分の半導体層１４０２（例えば、多結晶シリコン）を除去する工程後で示される。
図１７において、光結合器１３００は、例えば、領域１５０２周りの表面１７０２を平滑化する仕上げを与える工程後で示される。例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）が使用され、領域１５０２の表面１７０２を平滑化してよい。
図１５−１７を参照して説明される複数の工程は、任意でよい。複数の工程の目的は、誘電体コーティングの半導体層との界面を与えることであり得る。したがって、図１５−１７の複数の工程は、領域１５０２周りの表面１７０２を研磨する、または、他の類似の工程によって代用または追加され得る。
図１３−１７を参照して説明される複数の工程の結果として、ミラーは、別の媒体である半導体層と界面接続する誘電体コーティングを備える縁部によって形成され、入力された光を受信し、受信された光を伝搬するべく受信された光をほぼ垂直に反射し得る。上記に説明された複数の工程によって形成された角度付きミラーは、半導体層にほぼ垂直の、ミラーに向けられた光の全内部反射（ＴＩＲ）を与え得る。
上記に説明された光結合器１３００の一実施形態が、光学的損失を所望のレベルで提供し得るのは、光結合器に向けられた光が、（図６−１２を参照して説明される実施形態での界面媒体として空気で与えられる）自由空間の代わりに、限られた導波路構造内を伝わり得るからである。不整合に対する許容範囲はまた、ミラーによって与えられる全内部反射（ＴＩＲ）構造に起因した所望のレベルで与えられてよい。また、説明された光結合器を有する光デバイスの構造（例えば、オンチップ構造）を与える工程に関連する後続の手順は、複数の半導体プロセスおよび複数のパッケージングプロセスを含むが、デバイスの表面をほぼ平坦な状態に平滑化することに起因して簡略化され得る。
図１８は、いくつかの実施形態にしたがって、図６−１７を参照して説明される光結合器を製造するプロセス１８００用のフロー図を模式的に図示する。いくつかの実施形態において、プロセス１８００は、図６−１７と関連して説明される動作に適合し得る。
１８０２で、プロセス１８００は、光結合器を形成するべく、光学装置の光導波路用の半導体層を与える工程を含み得る。１８０２の前に、プロセス１８００は、基板を与える工程と、基板の上方に埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層を堆積する工程と、ＢＯＸ層上に半導体層を堆積する工程とを含み得る。いくつかの実施形態において、誘電体間層が、半導体層の上方に堆積され得る。１８０２の複数の動作は、図６および／または１３を参照して説明される複数の動作に対応し得る。
１８０４で、プロセス１８００は、図７、８および／または１３を参照して説明される複数の動作に類似して、半導体層にトレンチを配置する工程をさらに含み得る。
１８０６で、プロセス１８００は、図８および１３を参照して説明される複数の動作に類似して、トレンチのファセットを約４５度の角度未満で縁部として形成する工程をさらに含み得る。
１８０８で、プロセス１８００は、図９−１１および／または１３を参照して説明される、角度付きミラーを形成するべく、縁部の別の媒体との界面を与える工程をさらに含み得る。
プロセス１８１０で、プロセス１８００は、１８０２−１８０８で行われる動作に対して、任意に、代替的に、または付加的に、必要に応じて複数の他の動作を実行する工程をさらに含み得る。例えば、複数の動作は、図９−１２および／または１４−１７を参照して説明される動作を含み得る。
様々な工程は、特許請求された主題の理解に最も有用である手法で、順に、複数の個別の工程として説明される。しかしながら、説明の順序は、これらの工程が、必然的に順序に依存することを意味すると解釈されるべきではない。本開示の複数の実施形態は、所望のように構成するべく、任意の好適なハードウェアおよび／またはソフトウェアを用いて、システムへと実装され得る。
図１９は、様々な実施形態にしたがって、例えば、図１のミラー１５０を備えた光結合器１２６を有する光デバイス１０２を含む光電子工学システム１００のような、図１の様々な構成要素とともに使用するのに好適な例示的なコンピューティングデバイス１９００を図示する。図示されるように、コンピューティングデバイス１９００は、１または複数のプロセッサまたはプロセッサコア１９０２およびシステムメモリ１９０４を含み得る。請求項を含む、本願のために、「プロセッサ」および「プロセッサコア」なる用語は、文脈が明確に違うように要求しない限り、同義語とみなされてよい。プロセッサ１９０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサなどのような任意のタイプのプロセッサを含んでよい。プロセッサ１９０２は、マルチコア、例えばマルチコアマイクロプロセッサを有する集積回路として実装されてよい。コンピューティングデバイス１９００は、大容量ストレージデバイス１９０６（たとえば、ディスケット、ハードドライブ、揮発性メモリ（例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）など）を含んでよい。概して、システムメモリ１９０４および／または複数の大容量ストレージデバイス１９０６は、揮発性および不揮発性メモリ、光学、磁気および／またはソリッドステート大容量ストレージなどを含むが、これらに限定されない、任意のタイプの一時的および／または永続的なストレージであってよい。揮発性メモリは、スタティックおよび／またはダイナミックランダムアクセスメモリを含んでよいが、これらに限定されない。不揮発性メモリは、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ、相変化メモリ、抵抗メモリなどを含んでよいが、これらに限定されない。
コンピューティングデバイス１９００は、入力／出力デバイス１９０８（たとえば、ディスプレイ（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）、キーボード、カーソル制御、遠隔制御、ゲームコントローラ、画像取込みデバイスなど）と、通信インターフェース１９１０（たとえば、ネットワークインターフェースカード、モデム、赤外線受信機、無線受信機（例えば、ブルートゥース（登録商標））など）をさらに含んでよい。
通信インターフェース１９１０は、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、進化型ＨＳＰＡ（Ｅ−ＨＳＰＡ）またはロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワークに基づいてデバイス１９００を動作するように構成し得る通信チップ（図示せず）を含んでよい。通信チップは、ＧＳＭ（登録商標）進化型拡張データ（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ（登録商標）ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ）、ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）または進化型ＵＴＲＡＮ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）に基づいて動作するように構成されてもよい。通信チップは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、デジタル拡張コードレス通信（ＤＥＣＴ）、エボリューションデータオプティマイズド（ＥＶ−ＤＯ）、それらの派生物、ならびに、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇおよびそれ以降と示される任意の他の無線プロトコルに基づいて動作するように構成されてよい。通信インターフェース１９１０は、他の実施形態における他の無線プロトコルに基づいて動作してよい。
上記に説明したコンピューティングデバイス１９００の複数の要素は、システムバス１９１２を経由して互いに結合されてよく、システムバス１９１２は、１または複数のバスを表してよい。複数のバスの場合、これらは、１または複数のバスブリッジ（図示せず）によってブリッジされてよい。これらの要素の各々は、当分野で周知であるその従来の複数のファンクションを実行してよい。特に、システムメモリ１９０４および大容量ストレージデバイス１９０６は、コンピュータシステム１９００の様々な構成要素の動作に対するプログラミング命令の作業コピーおよび永久コピーを格納するべく使用されてよく、図１の光デバイス１０２の動作、コンピュータシステム１９００の動作システム、および／または１または複数のアプリケーションを含み得るが、これらに限定されない。様々な要素が、そのような命令中にコンパイルされ得る（複数の）プロセッサ１９０２または複数の高レベル言語によってサポートされた複数のアセンブラ命令によって実装され得る。
複数のプログラミング命令の永久コピーは、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）などの配信媒体（図示せず）を介して、または、（配信サーバ（図示せず）からの）通信インターフェース１９１０を介して、工場または現場にて、複数の大容量ストレージデバイス１９０６中に配置され得る。すなわち、エージェントプログラムの実装を有する１または複数の配信媒体は、エージェントを配信し、様々なコンピューティングデバイスをプログラムすることに使用され得る。
要素１９０８、１９１０、１９１２の数、能力および／または容量は、コンピューティングデバイス１９００が、セットトップボックスもしくはデスクトップコンピュータのような静止コンピューティングデバイス、または、タブレットコンピューティングデバイス、ラップトップコンピュータ、ゲームコンソールもしくはスマートフォンのようなモバイルコンピューティングデバイスとして用いられるか否かに応じて変更されてよい。これらの構成は、その他の点で既知であるので、さらに詳細に説明しない。
複数の実施形態において、メモリ１９０４は、図１−１８を参照して説明されるように、光デバイス１０２および光結合器１２６を含む態様のような、実施形態の複数の態様を実施するように構成される計算論理１９２２を含んでよい。いくつかの実施形態に対して、複数のプロセッサ１９０２の少なくとも１つは、本明細書に説明される実施形態の複数の態様を実施するように構成される計算論理１９２２とともにパッケージされ、システムインパッケージ（ＳｉＰ）またはシステムオンチップ（ＳｏＣ）を形成してよい。
コンピューティングデバイス１９００は、上記に説明される光結合器１２６（２２６）、特に、図２−１８を参照して説明される光結合器の複数の実施形態を含む光デバイス１０２の複数の態様を実装する、システム１００などの光電子工学システムを含むか、そうでなければそれと関連し得る。いくつかの実施形態において、光電子工学システム１００の少なくともいくつかの構成要素（例えば、光デバイス１０２）は、例えば、コンピューティングデバイス１９００と通信可能に結合されてよく、および／または、複数の通信インターフェース１９１０のような１または複数コンピューティングデバイス１９００構成要素に含まれてよい。
様々な実装において、コンピューティングデバイス１９００は、データセンタ、ラップトップ、ネットブック、ノートブック、ウルトラブック、スマートフォン、タブレット、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ウルトラモバイルＰＣ、携帯電話またはデジタルカメラの１または複数の構成要素を備えてよい。さらなる実装において、コンピューティングデバイス１９００は、データを処理する任意の他の電子デバイスであってよい。
様々な実施形態によれば、本開示は、複数の実施例を説明する。例１は、光源から入力される光を送信する光導波路を備えた光学装置であり、光導波路は、第１の誘電体材料の層と、第１の部分および第２の部分とを含み、第１の部分は、光源から光を受信することになり、第２の部分は、入力された光を受信する第１の端部と、約４５度の角度未満で形成された縁部を備える第２の端部とを有する第２の誘電体材料から形成され、縁部は、第１の誘電体材料の層と界面接続し、受信された光を伝搬するべく受信された光をほぼ垂直に反射するミラーを形成する。
例２は、例１の主題を含んでよく、第１の部分は、半導体材料から形成され、第１の部分の第１の端部で第２の部分と結合され、第１の部分は、光を受信する第１の領域と、第１の部分と結合し、第１の部分に対する第１の領域からの光を受信する第１の領域と結合する第２の領域とを含み、第２の領域は、第１の領域からオフセットされ、第１の領域と隣接し、第１の領域は、光導波路の第２の部分に面する少なくとも１つのファセットを有し、ファセットは、ほぼ非線形形状を有し、第２の部分よって反射して戻ってくる光の少なくとも一部を光導波路から離れるほうに向けることをさらに特定する。
例３は、例２の主題を含んでよく、非線形形状は、ほぼ湾曲した形状を有することをさらに特定する。
例４は、例１の主題を含んでよく、形成されたミラーは、ほぼ線形表面を有することをさらに特定する。
例５は、例１の主題を含み得、第２の部分は、約２．５マイクロメートルの厚さを有する第２の誘電体材料の層から形成されることをさらに特定する。
例６は、例１の主題を含み得、光学装置は、ミラーによって反射される光を出力する第２の部分と結合するスペーサをさらに備え、スペーサは、第２の部分の第２の開口数値より低い第１の開口数値を有する第３の誘電体材料を有することをさらに特定する。
例７は、例６の主題を含み得、スペーサは、オフセット第２の部分に部分的に配置され、０〜０．６マイクロメートルの距離だけ第２の部分からオフセットされることをさらに特定する。
例８は、例７の主題を含み得、スペーサは、約５．０マイクロメートルの高さと、第２の誘電体材料の厚さに対応する幅を有することをさらに特定する。
例９は、例１の主題を含み得、第２の誘電体材料は、シリコン添加剤で強化された窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）またはポリイミドの１つを含み、シリコン添加剤は、シラン（ＳｉＨ４）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）またはテトラメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）の１つから選択されることをさらに特定する。
例１０は、例１の主題を含み得、第１の部分が半導体材料を含むことをさらに特定する。
例１１は、例１から１０のいずれかの主題を含み得、第１の誘電体材料は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）または二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）の少なくとも１つから選択されることをさらに特定する。
例１２は、例１から１０のいずれかの主題を含み得、第１および第２の誘電体材料の界面によって形成されるミラーは、反射された光の全内部反射（ＴＩＲ）を与えることになることをさらに特定する。
例１３は、例１の主題を含み得、光源は、光学装置と光学的に結合され、レーザを有することをさらに特定する。
例１４は、光源から入力される光を送信する光導波路を備える光学装置であり、光導波路は、半導体層を含み、約４５度の角度未満で形成された縁部を有する一方のファセットと、半導体層にほぼ垂直に形成された別のファセット層とを含むトレンチを有し、縁部は、別の媒体と界面接続し、入力された光を受信し、受信された光を伝搬するべくほぼ垂直に受信された光を反射するミラーを形成する。
例１５は、例１４の主題を含み得、光学装置は、基板と、基板の上方に配置される埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層であって、半導体層は、ＢＯＸ層上に配置される、ＢＯＸ層と、半導体層の上方に配置される誘電体間層とをさらに備え、トレンチは、誘電体間層を貫通して半導体層中に延在することをさらに特定する。
例１６は、例１５の主題を含み得、別の媒体は、トレンチを満たす空気を有し、光学装置は、縁部を有する少なくとも一方のファセット上に配置される反射材料をさらに備えることをさらに特定する。
例１７は、例１６の主題を含み得、光学装置は、少なくともトレンチの内部に配置される反射防止コーティングをさらに備え、反射材料は、反射防止コーティングの上に配置されることをさらに特定する。
例１８は、例１５の主題を含み得、光学装置は、少なくともトレンチの内部に配置される誘電体コーティングと、トレンチを満たすべく誘電体コーティングの上に配置される別の半導体層とをさらに備え、別の媒体は、別の半導体層を有し、形成されたミラーは、半導体層にほぼ垂直の、ミラーに向けられた光の全内部反射（ＴＩＲ）を与えることになることをさらに特定する。
例１９は、例１８の主題を含み得、半導体層は、シリコン（Ｓｉ）を含み、別の半導体層は、多結晶シリコンを含むことをさらに特定する。
例２０は、光導波路用の半導体層を与える段階と、半導体層の内部にトレンチを配置する段階とを備える光学装置の光導波路を形成する方法であり、配置する段階は、約４５度の角度未満で形成された縁部を有する一方のファセットと、半導体層にほぼ垂直に形成される別のファセット層とをエッチングする段階を含み、縁部は、別の媒体と界面接続し、光学装置へと入力される入力された光を受信し、受信された光をほぼ垂直に反射して、受信された光を伝搬するミラーを形成する。
例２１は、例２０の主題を含み得、上述の方法は、半導体層を与える段階の前に、基板を与える段階と、基板の上方に埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層を堆積する段階をさらに備え、半導体層は、ＢＯＸ層上に与えられることをさらに特定する。
例２２は、例２１の主題を含み得、トレンチを配置する段階は、半導体層の上方に誘電体間層を堆積する段階と、誘電体間層をエッチングして、半導体層にトレンチを配置する段階とをさらに有することをさらに特定する。
例２３は、例２２の主題を含み得、上述の方法は、トレンチの内部に反射防止コーティングを配置する段階と、反射防止コーティングの上に、縁部を有するファセット上に反射材料を堆積する段階とをさらに備え、別の媒体は、トレンチを満たす空気を有し得ることをさらに特定する。
例２４は、例２１の主題を含み得、上述の方法は、トレンチの内部に誘電体コーティングを配置する段階と、トレンチを満たすべく誘電体コーティングの上に別の半導体層を堆積する段階とをさらに有し得ることをさらに特定する。
例２５は、例２４の主題を含み得、別の媒体は、別の半導体層を有し、形成されたミラーが、ミラーに向けられた光の全内部反射（ＴＩＲ）を与えることになることをさらに特定する。
様々な実施形態は、連結的な形（および）上記に説明される複数の実施形態の代替案（または）複数の実施態様を含む（例えば、「および」は、「および／または」であってよい）、上記の複数の実施形態の任意の好適な組み合わせを含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、実行された場合に、上記の複数の実施形態のいずれかの複数の動作になる、格納された複数の命令を有する１または複数の製造物（例えば、非一時的コンピュータ可読媒体）を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、上記の複数の実施形態の様々な工程を実行するための任意の好適な手段を有する複数の装置または複数のシステムを含んでよい。
要約書に説明されたものを含めて、図示した複数の実装の上記の説明は、完全であること、または本開示の不複数の実施形態を開示された厳密な形態に限定することは意図されない。特定の実装および例が例示の目的のために本明細書に説明される一方で、当業者が認識するように、本開示の範囲内で、様々で均等な変形が可能である。
これらの変形は、上記詳細な説明を考慮して、本開示の複数の実施形態に対して行われ得る。以下の特許請求の範囲において用いられる用語は、本開示の様々な実施形態を、明細書および特許請求の範囲に開示された特定の実装に限定して解釈されるべきでない。むしろ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって全体的に決定され、特許請求の範囲の解釈の確立された原則に従って解釈されるべきである。
Claims (25)
- 光源から入力される光を送信する光導波路を備えた光学装置において、前記光導波路は、第１の誘電体材料の層と、第１の部分および第２の部分とを含み、前記第１の部分は、前記光源から前記光を受信することになり、前記第２の部分は、入力された前記光を受信する第１の端部と、約４５度の角度未満で形成された縁部を含む第２の端部とを有する第２の誘電体材料から形成され、前記縁部は、前記第１の誘電体材料の前記層と界面接続し、受信された前記光を伝搬するべく受信された前記光をほぼ垂直に反射するミラーを形成する、
光学装置。 - 前記第１の部分は、半導体材料から形成され、前記第１の部分の前記第１の端部で前記第２の部分と結合され、
前記第１の部分は、前記光を受信する第１の領域と、前記第１の部分と結合し、前記第１の部分に対する前記第１の領域からの前記光を受信する前記第１の領域と結合する第２の領域とを含み、前記第２の領域は、前記第１の領域からオフセットされ、前記第１の領域と隣接し、
前記第１の領域は、前記光導波路の前記第２の部分に面する少なくとも１つのファセットを有し、前記ファセットは、ほぼ非線形形状を有し、前記第２の部分よって反射して戻ってくる前記光の少なくとも一部を前記光導波路から離れるほうに向ける、
請求項１に記載の光学装置。 - 前記非線形形状は、ほぼ湾曲した形状を有する、請求項２に記載の光学装置。
- 形成された前記ミラーは、ほぼ線形表面を有する、請求項１に記載の光学装置。
- 前記第２の部分は、約２．５マイクロメートルの厚さを有する前記第２の誘電体材料の層から形成される、請求項１に記載の光学装置。
- 前記ミラーによって反射される前記光を出力する前記第２の部分と結合するスペーサをさらに備え、前記スペーサは、前記第２の部分の第２の開口数値より低い第１の開口数値を有する第３の誘電体材料を有する、請求項１に記載の光学装置。
- 前記スペーサは、前記第２の部分に部分的に配置され、０〜０．６マイクロメートルの距離だけ前記第２の部分からオフセットされる、請求項６に記載の光学装置。
- 前記スペーサは、約５．０マイクロメートルの高さと、前記第２の誘電体材料の厚さに対応する幅を有する、請求項７に記載の光学装置。
- 前記第２の誘電体材料は、シリコン添加剤で強化された窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）およびポリイミドのうちの１つを含み、前記シリコン添加剤は、シラン（ＳｉＨ４）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）およびテトラメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）のうちの１つから選択される、請求項１に記載の光学装置。
- 前記第１の部分は、半導体材料を含む、請求項１に記載の光学装置。
- 前記第１の誘電体材料は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）および二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）の少なくとも１つから選択される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記第１および第２の誘電体材料の界面によって形成される前記ミラーは、反射された前記光の全内部反射（ＴＩＲ）を与えることになる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学装置。
- 前記光源は、前記光学装置と光学的に結合され、レーザを有する、請求項１に記載の光学装置。
- 光源から入力される光を送信する光導波路を備えた光学装置において、前記光導波路は、半導体層を含み、約４５度の角度未満で形成された縁部を有する一方のファセットと、前記半導体層にほぼ垂直に形成された別のファセットとを含むトレンチを有し、前記縁部は、別の媒体と界面接続し、入力された前記光を受信し、受信された前記光を伝搬するべくほぼ垂直に受信された前記光を反射するミラーを形成する、
光学装置。 - 基板と、
前記基板の上方に配置される埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層であって、前記半導体層は、前記ＢＯＸ層上に配置される、ＢＯＸ層と、
前記半導体層の上方に配置される誘電体間層と
をさらに備え、
前記トレンチは、前記誘電体間層を貫通して前記半導体層中に延在する、
請求項１４に記載の光学装置。 - 前記別の媒体は、前記トレンチを満たす空気を有し、前記光学装置は、前記縁部を有する少なくとも前記一方のファセット上に配置される反射材料をさらに備える、請求項１５に記載の光学装置。
- 前記装置は、少なくとも前記トレンチの内部に配置される反射防止コーティングをさらに備え、前記反射材料は、前記反射防止コーティングの上に配置される、請求項１６に記載の光学装置。
- 少なくとも前記トレンチの内部に配置される誘電体コーティングと、
前記トレンチを満たすべく前記誘電体コーティングの上に配置される別の半導体層と、をさらに備え、
前記別の媒体は、前記別の半導体層を有し、形成された前記ミラーは、前記半導体層にほぼ垂直の、前記ミラーに向けられた光の全内部反射（ＴＩＲ）を与えることになる、
請求項１５に記載の光学装置。 - 前記半導体層は、シリコン（Ｓｉ）を含み、前記別の半導体層は、多結晶シリコンを含む、請求項１８に記載の光学装置。
- 光学装置の光導波路を形成する方法であって、
前記光導波路用の半導体層を与える段階と、
前記半導体層の内部にトレンチを配置する段階であって、前記配置する段階は、約４５度の角度未満で形成された縁部を備える一方のファセットと、前記半導体層にほぼ垂直に形成される別のファセット層とをエッチングする段階を含み、前記縁部は、別の媒体と界面接続し、前記光学装置へと入力される入力された光を受信し、受信された光をほぼ垂直に反射して、受信された前記光を伝搬するミラーを形成する、
方法。 - 半導体層を与える段階の前に、基板を与える段階と、
前記基板の上方に埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層を堆積する段階と
をさらに備え、
前記半導体層は、前記ＢＯＸ層上に与えられる、請求項２０に記載の方法。 - 前記トレンチを配置する前記段階は、前記半導体層の上方に誘電体間層を堆積する段階と、
前記誘電体間層をエッチングして、前記半導体層に前記トレンチを配置する段階と、をさらに有する請求項２１に記載の方法。 - 前記トレンチの内部に反射防止コーティングを配置する段階と、
前記反射防止コーティングの上に、前記縁部を有する前記ファセット上に反射材料を堆積する段階と、をさらに備え、前記別の媒体は、前記トレンチを満たす空気を有する、
請求項２２に記載の方法。 - 前記トレンチの内部に誘電体コーティングを配置する段階と、
前記トレンチを満たすべく前記誘電体コーティングの上に別の半導体層を堆積する段階と
をさらに備える請求項２１に記載の方法。 - 前記別の媒体は、前記別の半導体層を有し、形成された前記ミラーが、前記ミラーに向けられた光の全内部反射（ＴＩＲ）を与えることになる、請求項２４に記載の方法。
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