JP7202312B2 - ウエハのプローブおよび検査を可能にするシリコンフォトニクス構造 - Google Patents
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Description
本開示の例は、一般的には、フォトニックチップ内の光学素子を検査することに関し、具体的には、格子カプラを用いて、フォトニックチップに集積された光学素子の機能を検証することに関する。
多くのネットワーク装置は、導電性ケーブルを使用する場合に実現できない速度でデータを処理する。例えば、導電性ケーブル(例えば、イーサネット(登録商標)ケーブル)を用いて、ネットワーク装置のI/O速度を達成する場合、大量の電力を必要するまたは大量のノイズを生成する。したがって、ネットワーク装置の間に高速信号を転送する必要がある場合、これらの装置は、光ファイバケーブルを使用する。光ファイバケーブルは、導電性ケーブルに比べて、より速いデータ転送速度およびより長い距離に対応することができる。
格子カプラを用いてフォトニック半導体チップ内の光学素子を検査するための技術を説明する。一例は、フォトニック半導体チップに関する。このフォトニック半導体チップは、第1導波路の第1端に結合されたエッジカプラを備え、エッジカプラは、フォトニック半導体チップの側面に沿って第1光信号を転送するように構成され、エッジカプラは、第1光信号がエッジカプラエッジカプラを通って伝播するときにモードサイズを変更するように構成される。フォトニック半導体チップは、(i)第1導波路の第2端、(ii)第2導波路の第1端および(iii)第3導波路の第1端に結合されたスプリッタを備え、このスプリッタは、第1導波路、第2導波路および第3導波路のいずれかから第1光信号を受信し、第1光信号の第1減衰部分および第2減衰部分を第1導波路、第2導波路および第3導波路の残りの2つの導波路に転送するように構成される。フォトニック半導体チップは、第2導波路の第2端に結合された格子カプラを備え、格子カプラは、フォトニック半導体チップの側面に垂直な上面に沿って第2光信号を転送するように構成され、および第3導波路の第2端に結合された光学素子を備える。
理解を容易にするために、可能な場合、同一の参照番号を用いて、図面に共通する同一の要素を指す。一例の要素を他の例に有利に組み込むことができると考えられる。
Claims (14)
- フォトニック半導体チップであって、
第1導波路の第1端に結合されたエッジカプラを備え、前記エッジカプラは、前記フォトニック半導体チップの側面に沿って第1光信号を転送するように構成され、前記エッジカプラは、前記第1光信号が前記エッジカプラを通って伝播するときにモードサイズを変更するように構成され、
(i)前記第1導波路の第2端、(ii)第2導波路の第1端および(iii)第3導波路の第1端に結合されたスプリッタを備え、前記スプリッタは、前記第2導波路から第1光信号を受信し、前記第1光信号の第1減衰部分および第2減衰部分を前記第1導波路および前記第3導波路に転送するように構成され、
前記第2導波路の第2端に結合された格子カプラを備え、前記格子カプラは、前記フォトニック半導体チップの前記側面に垂直な上面に沿って第2光信号を転送するように構成され、
前記第3導波路の第2端に結合された光学素子を備える、フォトニック半導体チップ。 - 前記エッジカプラは、前記フォトニック半導体チップの外側側面から露出され、
前記格子カプラは、前記フォトニック半導体チップの外側上面から露出され、
前記側面は、前記上面に垂直である、請求項1に記載のフォトニック半導体チップ。 - 前記光学素子は、導電性トレースを介して、前記上面に配置された導電性パッドに接続される、請求項2に記載のフォトニック半導体チップ。
- 前記第1導波路、前記第2導波路および前記第3導波路は、少なくとも1つのミクロン未満の幅または1ミクロン以下の高さを有し、
前記第1導波路、前記第2導波路および前記第3導波路は、前記フォトニック半導体チップの共通面上に配置される、請求項1~3のいずれか1項に記載のフォトニック半導体チップ。 - 前記共通面は、前記フォトニック半導体チップの上部半導体表面層と前記フォトニック半導体チップの絶縁層との間の界面であり、
前記第1導波路、前記第2導波路、前記第3導波路、前記エッジカプラ、および前記格子カプラは、前記絶縁層上に配置される、請求項4に記載のフォトニック半導体チップ。 - 前記光学素子は、光検出器および光変調器のいずれかである、請求項1~5のいずれか1項に記載のフォトニック半導体チップ。
- シリコンオンインシュレータ(SOI)構造をさらに備え、
前記第1導波路、前記第2導波路および前記第3導波路は、前記SOI構造の絶縁層上に配置されたシリコン導波路である、請求項1~6のいずれか1項に記載のフォトニック半導体チップ。 - 方法であって、
エッジカプラ、格子カプラ、スプリッタおよび光学素子を含むフォトニック半導体チップを提供することを含み、前記エッジカプラは、第1導波路の第1端に結合され、前記スプリッタは、(i)前記第1導波路の第2端、(ii)第2導波路の第1端および(iii)第3導波路の第1端に結合され、前記格子カプラは、前記第2導波路の第2端に結合され、前記光学素子は、前記第3導波路の第2端に結合され、
検査プローブと前記格子カプラとの間に受信した光信号を転送することを含み、前記スプリッタは、前記受信した光信号の減衰した部分を前記第1導波路および前記第3導波路の両方に転送し、前記エッジカプラは、前記フォトニック半導体チップの側面に沿って第1光信号を転送するように構成され、前記格子カプラは、前記フォトニック半導体チップの前記側面に垂直な上面に沿って第2光信号を転送するように構成され、
前記光信号を転送することに基づいて、前記光学素子の機能を検査することを含む、方法。 - 前記方法は、前記フォトニック半導体チップを含むウエハを提供することをさらに含み、
前記フォトニック半導体チップが前記ウエハの一部であるときに、前記光信号を転送し、
前記ウエハは、複数のフォトニック半導体チップを含む、請求項8に記載の方法。 - 前記ウエハを切断することによって、前記複数のフォトニック半導体チップから前記フォトニック半導体チップを分離し、前記エッジカプラを前記フォトニック半導体チップの外側側面から露出させることをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記エッジカプラを用いて、外部搬送媒体によって搬送された光を受信することと、
前記検査プローブを用いて、前記格子カプラによって受信された光を測定することと、
前記測定した光に基づいて、前記外部搬送媒体を前記エッジカプラに位置合わせすることとをさらに含む、請求項10に記載の方法。 - 前記格子カプラは、前記フォトニック半導体チップの外側上面から露出され、
前記外側側面は、前記外側上面に垂直である、請求項10に記載の方法。 - 前記光学素子は、導電性トレースを介して、前記上面に配置された導電性パッドに接続される、請求項12に記載の方法。
- 前記第1導波路、前記第2導波路および前記第3導波路は、少なくとも1つのミクロン未満の寸法を有し、
前記第1導波路、前記第2導波路および前記第3導波路は、前記フォトニック半導体チップの共通面上に配置される、請求項9に記載の方法。
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