JP3923471B2 - 半導体基板の光学ビームを位相変移するための方法と装置 - Google Patents
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Description
Claims (29)
- 半導体基板に配置された光路によって光線を導くステップと、
光路に沿って配置された複数の浮動充電調節領域を貫通する光線を導くステップと、
前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度に応じて光線の位相を移相するステップと、
電源によって前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度を調節するステップと、
前記電源を切断する事により、前記複数の浮動充電調節領域の電荷濃度を実質的に固定するステップと
を備え、
前記電源によって複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度を調節するステップが、
前記電源に接続されたスイッチを投入するステップと、
前記電源の出力電圧を調節するステップと
を有し、
前記電源を切断する事により、前記複数の浮動充電調節領域の電荷濃度を実質的に固定するステップが、前記スイッチを切断するステップを有する方法。 - 前記電源の出力電圧を調節するステップが、前記複数の浮動充電調節領域と前記半導体基板の間に配置されたトンネル絶縁層を横切って、前記半導体基板から複数の浮動充電調節領域へ電荷キャリヤを誘引するために必要な第1閾値電圧より大きな値に出力電圧を調節するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記電源の出力電圧を調節するステップが、前記複数の浮動充電調節領域と前記半導体基板の間に配置されたトンネル絶縁層を横切って、前記複数の浮動充電調節領域から前記半導体基板へと電荷キャリヤを導くために必要な第2閾値電圧より小さな値に出力電圧を調節するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記電源の出力電圧を調節するステップが、光路に沿った前記複数の浮動充電調節領域の近傍における前記半導体基板中の電荷濃度を同調するために、前記複数の浮動充電調節領域と前記半導体基板との間に配置されたトンネル絶縁層を横切って、前記半導体基板から前記複数の浮動充電調節領域へ電荷キャリヤを誘引するために必要な第1閾値電圧と、前記複数の浮動充電調節領域と前記半導体基板との間に配置されたトンネル絶縁層を横切って、前記複数の浮動充電調節領域から前記半導体基板へ電荷キャリヤを導くために必要な第2閾値電圧との間の値に出力電圧を調節するステップを含み、
光線の位相が光路に沿った半導体基板中の電荷の濃度に応答する、請求項1に記載の方法。 - 前記電源の出力電圧を調節するステップが、電源に接続され、光路に沿った少なくとも1つの制御ノードの電荷濃度を同調するために、前記複数の浮動充電調節領域と前記半導体基板との間に配置されたトンネル絶縁層を横切って、前記半導体基板から前記複数の浮動充電調節領域へ電荷キャリヤを誘引するために必要な第1閾値電圧と、前記複数の浮動充電調節領域と前記半導体基板との間に配置されたトンネル絶縁層を横切って、前記複数の浮動充電調節領域から前記半導体基板へ電荷キャリヤを導くために必要な第2閾値電圧との間の値に出力電圧を調節するステップを含み、
制御ノードが、ブロック絶縁層を横切って前記複数の浮動充電調節領域の少なくとも1つに容量結合され、
光線の位相が、光路に沿った制御ノード中の電荷濃度に応答する、請求項1に記載の方法。 - 光路に沿って導かれる光線が貫通する半導体基板と、
光路に沿って配置された複数の浮動充電調節領域と、
前記複数の浮動充電調節領域のそれぞれと前記半導体基板との間に配置された複数のトンネル絶縁層と、
前記複数の浮動充電調節領域の近傍に配置された複数の制御ノードと、
前記複数の制御ノードのそれぞれと前記複数の浮動充電調節領域との間に配置された複数のブロック絶縁層と
を備え、
前記複数の浮動充電調節領域のそれぞれにおいて、光線の位相が電荷濃度に応答し、
前記複数の制御ノードの各々が、前記複数の浮動充電調節領域の各々の電荷濃度を制御する、装置。 - 前記半導体基板に配置される光導波路を更に備え、光路が前記光導波路を貫通して導かれる、請求項6に記載の装置。
- 前記光導波路が光学リブ導波管である、請求項7に記載の装置。
- 前記複数の浮動充電調節領域のそれぞれの電荷濃度を制御するために、前記複数の制御ノードの少なくとも1つに選択的に接続された可変電源を更に備える、請求項6に記載の装置。
- 前記可変電源と前記複数の制御ノードの少なくとも1つを接続するスイッチを更に備え、
前記スイッチが投入されている場合、前記複数の浮動充電調節領域中のそれぞれの電荷濃度が前記可変電源に応じて変化し、
前記スイッチが切断されている場合、前記複数の浮動充電調節領域中のそれぞれの電荷濃度が実質的に固定される、請求項9に記載の装置。 - 前記スイッチが投入されている場合、光路に沿った前記半導体基板中の電荷濃度が、前記可変電源に応答し、
前記スイッチが切断されている場合、光路に沿った前記半導体基板中の電荷濃度が、前記可変電源に依存しない、請求項10に記載の装置。 - 前記複数の制御ノードが光路に沿って配置され、
前記スイッチが投入されている場合、光路に沿った前記複数の制御ノード中の電荷濃度が、前記可変電源に応答し、
前記スイッチが切断されている場合、光路に沿った前記複数の制御ノード中の電荷濃度が、前記可変電源に依存しない、請求項10に記載の装置。 - 前記可変電源が、可変電圧源を備える、請求項10に記載の装置。
- 前記半導体基板がシリコンを含む、請求項6に記載の装置。
- 前記複数の浮動充電調節領域がポリシリコンを含む、請求項6に記載の装置。
- 複数の制御ノードがポリシリコンを含む、請求項6に記載の装置。
- 前記半導体基板がシリコン・オン・インシュレーター(SOI)ウェーハに含まれる、請求項6に記載の装置。
- 前記半導体基板が、III−V半導体材料を含む、請求項6に記載の装置。
- 前記複数の浮動充電調節領域のそれぞれの電荷濃度が、前記複数の浮動充電調節領域の電子の濃度である、請求項6に記載の装置。
- 前記複数の浮動充電調節領域のそれぞれの電荷濃度が、前記複数の浮動充電調節領域の正孔の濃度である、請求項6に記載の装置。
- 複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層のうちの2つの間に配置される第1半導体層を含む複数の半導体層とを備えるシリコン・オン・インシュレーター(SOI)ウェーハと、
前記複数の絶縁層の前記2つ間の前記第1半導体層に配置された光導波路と、
前記第1半導体層の中の前記光導波路に沿って配置された複数の浮動充電調節領域と、
前記複数の浮動充電調節領域の電荷濃度を制御するために、前記複数の浮動充電調節領域の近傍に配置された複数の制御ノードと、
前記複数の浮動充電調節領域の電荷濃度を制御するために、前記複数の制御ノードの少なくとも1つに切り替え可能に接続される可変電源と
を備え、
前記光導波路を貫通して導かれる光線が、前記複数の浮動充電調節領域を貫通して導かれ、
前記複数の浮動充電調節領域のそれぞれが、トンネル絶縁層と相対して前記第1半導体層から離間し、
前記複数の制御ノードの各々が、ブロック絶縁層と相対して前記複数の浮動充電調節領域から離間し、
光線の位相が、前記複数の浮動充電調節領域の電荷濃度に応答する、装置。 - 前記電源が電圧源を備える、請求項21に記載の装置。
- 前記電源と前記複数の制御ノードの少なくとも1つとの間に接続されたスイッチを更に備える、請求項21に記載の装置。
- 前記スイッチが投入されている場合、前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度が電源に応答する、請求項23に記載の装置。
- 前記スイッチが切断されている場合、前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度は実質的に固定される、請求項23に記載の装置。
- 前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度が、前記複数の浮動充電調節領域中の電子濃度を含む、請求項21に記載の装置。
- 前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度が、前記複数の浮動充電調節領域中の正孔濃度を含む、請求項21に記載の装置。
- 半導体基板に配置された光路によって光線を導くステップと、
光路に沿って配置され、前記半導体基板から絶縁された複数の浮動充電調節領域を貫通する光線を導くステップと、
前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度に応じて光線の位相を移相するステップと、
電源によって、前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度を調節するステップと
を備え、
複数の制御ノードが前記複数の浮動充電調節領域の近傍に配置され、複数のブロック絶縁層が前記複数の制御ノードのそれぞれと前記複数の浮動充電調節領域との間に配置され、複数のトンネル絶縁層が前記複数の浮動充電調節領域のそれぞれと前記半導体基板との間に配置されており、
前記電源によって前記複数の浮動充電調節領域中の電荷濃度を調節するステップは、前記複数の制御ノードと前記半導体基板とに接続された前記電源により前記トンネル絶縁層を横切って前記半導体基板と複数の浮動充電調節領域との間で電荷キャリヤを移動させることによって、前記複数の浮動充電調節領域の電荷濃度を調節する方法。 - 複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層のうちの2つの間に配置される第1半導体層を含む複数の半導体層とを備えるシリコン・オン・インシュレーター(SOI)ウェーハと、
前記複数の絶縁層の前記2つ間の前記第1半導体層に配置された光導波路と、
前記第1半導体層の中の前記光導波路に沿って配置された複数の浮動充電調節領域と、
前記複数の浮動充電調節領域の電荷濃度を制御するために、前記複数の浮動充電調節領域の近傍に配置された複数の制御ノードと、
前記複数の浮動充電調節領域の電荷濃度を制御するために、前記複数の制御ノードの少なくとも1つ及び前記第1半導体層に切り替え可能に接続される可変電源と
を備え、
前記複数の浮動充電調節領域のそれぞれがトンネル絶縁層と相対して前記第1半導体層から離間し、前記複数の制御ノードの各々がブロック絶縁層と相対して前記複数の浮動充電調節領域から離間することによって、前記複数の浮動充電調節領域は、前記第1半導体層及び前記複数の制御ノードからそれぞれ絶縁される装置。
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