JPH06201934A - 光導波管装置 - Google Patents
光導波管装置Info
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- JPH06201934A JPH06201934A JP24011293A JP24011293A JPH06201934A JP H06201934 A JPH06201934 A JP H06201934A JP 24011293 A JP24011293 A JP 24011293A JP 24011293 A JP24011293 A JP 24011293A JP H06201934 A JPH06201934 A JP H06201934A
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- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
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- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射エネルギーを伝達する、シリコン−ゲル
マニウム合金を組込んだ低損失半導体導波管を提供す
る。 【構成】 光導波管１０、４０は、半導体基板１２、４
２、その上に形成されたシリコン層１８、光放射を伝達
するために、更にその上に形成されたＳｉ1-xＧｅx或い
はＳｉ1-x-yＧｅxＣy の層２２、及び上記放射伝達用の
層２２上に形成され、厚いストリップ領域２８下に導波
管２４を定義し、その他の領域はキャッピング層３０を
提供するようにパターン化される、異なる屈折率を有す
るシリコン或いは他の材料の層２６、３０とにより構成
される。 【効果】 本発明は、導波管の横寸法を定義するため
に、通常使用される側壁表面及び界面による減衰問題を
克服する。
マニウム合金を組込んだ低損失半導体導波管を提供す
る。 【構成】 光導波管１０、４０は、半導体基板１２、４
２、その上に形成されたシリコン層１８、光放射を伝達
するために、更にその上に形成されたＳｉ1-xＧｅx或い
はＳｉ1-x-yＧｅxＣy の層２２、及び上記放射伝達用の
層２２上に形成され、厚いストリップ領域２８下に導波
管２４を定義し、その他の領域はキャッピング層３０を
提供するようにパターン化される、異なる屈折率を有す
るシリコン或いは他の材料の層２６、３０とにより構成
される。 【効果】 本発明は、導波管の横寸法を定義するため
に、通常使用される側壁表面及び界面による減衰問題を
克服する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導波管（optical wave
guide ）に関し、特に、例えば１．３μｍの放射エネル
ギーを伝達する、シリコン−ゲルマニウム合金を組込ん
だ低損失半導体導波管に関する。
guide ）に関し、特に、例えば１．３μｍの放射エネル
ギーを伝達する、シリコン−ゲルマニウム合金を組込ん
だ低損失半導体導波管に関する。
【０００２】
【従来の技術】低損失光導波管は、集積光学システムの
基本コンポーネントである。半導体基板上の導波管は、
アクティブ・デバイスと一緒に直接モノリシック集積化
でき、また材料の光屈折率に与えるキャリア分布の影響
により、光の振幅或いは位相を変調するという魅力的な
可能性を持っている。表面及び材料間の界面、或いは材
料と空気などの気体との間の界面は、こうしたデバイス
における主な損失源である。エピタキシャル方法は優れ
た品質の界面を提供する傾向にあるが（原子レベルにお
いても）、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）、ウェ
ット・エッチングなどのサブトラクティブ方法は、通
常、許しがたい程の散乱を示す表面を生成する。これは
特に長い距離に渡り集積化する場合に著しい。しかしな
がら、これらの表面及び界面は、導波管、特に導波管の
横寸法を定義するために必要である。従って、最適な導
波管構造はこうした表面及び界面から放射エネルギー、
光、放射或いは光モードを分離または孤立化し、それに
より光損失または減衰を最小化し、導波管の形成におけ
る製造許容差を拡大することである。任意の界面におけ
る散乱損失は（Δｎ）2 に比例し、ここでΔｎは表面或
いは界面を形成する材料の光屈折率の差を表す。従っ
て、導波管による伝達時に、光或いは光モードが出合う
表面或いは界面における屈折率の差を制限することが望
ましい。
基本コンポーネントである。半導体基板上の導波管は、
アクティブ・デバイスと一緒に直接モノリシック集積化
でき、また材料の光屈折率に与えるキャリア分布の影響
により、光の振幅或いは位相を変調するという魅力的な
可能性を持っている。表面及び材料間の界面、或いは材
料と空気などの気体との間の界面は、こうしたデバイス
における主な損失源である。エピタキシャル方法は優れ
た品質の界面を提供する傾向にあるが（原子レベルにお
いても）、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）、ウェ
ット・エッチングなどのサブトラクティブ方法は、通
常、許しがたい程の散乱を示す表面を生成する。これは
特に長い距離に渡り集積化する場合に著しい。しかしな
がら、これらの表面及び界面は、導波管、特に導波管の
横寸法を定義するために必要である。従って、最適な導
波管構造はこうした表面及び界面から放射エネルギー、
光、放射或いは光モードを分離または孤立化し、それに
より光損失または減衰を最小化し、導波管の形成におけ
る製造許容差を拡大することである。任意の界面におけ
る散乱損失は（Δｎ）2 に比例し、ここでΔｎは表面或
いは界面を形成する材料の光屈折率の差を表す。従っ
て、導波管による伝達時に、光或いは光モードが出合う
表面或いは界面における屈折率の差を制限することが望
ましい。
【０００３】屈折率の差を有する多層光導波管の例が、
H．G．Unger らによる米国特許第４６０６６０２号"SEL
ECTIVELY DISPERSIVE OPTICAL WAVEGUIDE FILMS"（1986
年 8月19日出願）に記載されている。この特許では、基
板上の所定幅を有するフィルム、及びこのフィルム上に
配置される比較的薄い光学的に効果的なコーティング
が、伝導する光波に対して提供される。光学的コーティ
ングは、フィルムより狭い幅を有し、フィルムの中央領
域に配置される。屈折率は基板からフィルムへ、更にフ
ィルムからコーティングの順で増加する。硝子或いは透
明プラスティックなどの材料が基板、フィルム及びコー
ティングを形成するために使用される。
H．G．Unger らによる米国特許第４６０６６０２号"SEL
ECTIVELY DISPERSIVE OPTICAL WAVEGUIDE FILMS"（1986
年 8月19日出願）に記載されている。この特許では、基
板上の所定幅を有するフィルム、及びこのフィルム上に
配置される比較的薄い光学的に効果的なコーティング
が、伝導する光波に対して提供される。光学的コーティ
ングは、フィルムより狭い幅を有し、フィルムの中央領
域に配置される。屈折率は基板からフィルムへ、更にフ
ィルムからコーティングの順で増加する。硝子或いは透
明プラスティックなどの材料が基板、フィルム及びコー
ティングを形成するために使用される。
【０００４】S．Valetteによる米国特許第４９２９３０
２号（1990年 5月29日出願）は、各々が異なる屈折率を
有する３つのＳｉＯ2 絶縁層を使用する、光マイクロガ
イドの生産方法について述べている。
２号（1990年 5月29日出願）は、各々が異なる屈折率を
有する３つのＳｉＯ2 絶縁層を使用する、光マイクロガ
イドの生産方法について述べている。
【０００５】J．P．Lorenzoらによる米国特許第４７８
９６４２号（1988年12月6日出願）は、１．３μｍ乃至
１．６μｍの範囲で使用される低損失単一モード・チャ
ネル導波管について述べており、ここでは基板表面下に
絶縁層を形成するために、イオン注入される添加シリコ
ン基板を使用する。この基板は次に、既に形成された絶
縁層上に、結晶質シリコンの露光光導波管リブを提供す
るためにエッチングされる。特定の設計要求により、光
学層の厚みを伸長するためにエピタキシャル・シリコン
を追加できる。非反応層が導波管リブ上に形成されて、
導波管の製作が完了する。
９６４２号（1988年12月6日出願）は、１．３μｍ乃至
１．６μｍの範囲で使用される低損失単一モード・チャ
ネル導波管について述べており、ここでは基板表面下に
絶縁層を形成するために、イオン注入される添加シリコ
ン基板を使用する。この基板は次に、既に形成された絶
縁層上に、結晶質シリコンの露光光導波管リブを提供す
るためにエッチングされる。特定の設計要求により、光
学層の厚みを伸長するためにエピタキシャル・シリコン
を追加できる。非反応層が導波管リブ上に形成されて、
導波管の製作が完了する。
【０００６】R．A．Sorefによる"OPTICAL WAVEGUIDING
IN AN EPITAXIAL LAYER OF SILICON-GERMANIUM GROWN O
N SILICON"（SPIE Proceedings、No．1177、pp．175-18
4（1989））では、光導波管が未添加（１００）シリコ
ン・ウエハ上にＧｅxＳｉ1-xの合金層を化学蒸着により
エピタキシャル成長させて形成される。エピタキシャル
層は１μｍ乃至１０μｍの範囲の厚みを有する。ＧｅＳ
ｉ層内の応力は、ＧｅＳｉ層の厚みによりＧｅＳｉ／Ｓ
ｉ界面において幾分緩和される。ＧｅＳｉのエピタキシ
ャル層は、層を写真印刷エッチングすることにより、光
チャネル導波管に形造られる。この刊行物の図１は、Ｇ
ｅＳｉ層の約半分をエッチングすることにより、チャネ
ルが形成される様子を示している。
IN AN EPITAXIAL LAYER OF SILICON-GERMANIUM GROWN O
N SILICON"（SPIE Proceedings、No．1177、pp．175-18
4（1989））では、光導波管が未添加（１００）シリコ
ン・ウエハ上にＧｅxＳｉ1-xの合金層を化学蒸着により
エピタキシャル成長させて形成される。エピタキシャル
層は１μｍ乃至１０μｍの範囲の厚みを有する。ＧｅＳ
ｉ層内の応力は、ＧｅＳｉ層の厚みによりＧｅＳｉ／Ｓ
ｉ界面において幾分緩和される。ＧｅＳｉのエピタキシ
ャル層は、層を写真印刷エッチングすることにより、光
チャネル導波管に形造られる。この刊行物の図１は、Ｇ
ｅＳｉ層の約半分をエッチングすることにより、チャネ
ルが形成される様子を示している。
【０００７】従来技術は、様々な材料により形成された
導波管における数多くの例を示すが、これらの材料は、
光或いは光モードを含むべき導波管の長さ方向の側壁に
沿って界面を形成することにより、チャネル導波管に形
造られている。
導波管における数多くの例を示すが、これらの材料は、
光或いは光モードを含むべき導波管の長さ方向の側壁に
沿って界面を形成することにより、チャネル導波管に形
造られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光ビ
ーム伝達層上に配置される、シリコン或いは他の材料に
よるパターン化された層により、導波管の位置、特に導
波管の横寸法を定義することである。
ーム伝達層上に配置される、シリコン或いは他の材料に
よるパターン化された層により、導波管の位置、特に導
波管の横寸法を定義することである。
【０００９】本発明の他の目的は、光ビームの光損失或
いは減衰を最小化するために、導波管の横寸法におい
て、表面及び界面を除去することである。
いは減衰を最小化するために、導波管の横寸法におい
て、表面及び界面を除去することである。
【００１０】本発明の他の目的は、導波管の横寸法を定
義するのに、側壁面或いは界面を必要としない光導波管
を提供することである。ここで光或いは光モードを伝達
する層は、５μｍ乃至２００μｍの範囲の幅を有する
義するのに、側壁面或いは界面を必要としない光導波管
を提供することである。ここで光或いは光モードを伝達
する層は、５μｍ乃至２００μｍの範囲の幅を有する
【００１１】本発明の他の目的は、許容しがたい散乱特
性を示す表面から、光導波管内の光モードを分離するこ
とである。
性を示す表面から、光導波管内の光モードを分離するこ
とである。
【００１２】本発明の他の目的は、ストリップ・ロード
式導波管構成を提供することである。ここでストリップ
は、導波管上に厚い領域を有するシリコン・キャップ層
により製作され、光モードが材料の屈折率により、Ｓｉ
Ｇｅ或いはＳｉＧｅＣ層内に封じ込められる。
式導波管構成を提供することである。ここでストリップ
は、導波管上に厚い領域を有するシリコン・キャップ層
により製作され、光モードが材料の屈折率により、Ｓｉ
Ｇｅ或いはＳｉＧｅＣ層内に封じ込められる。
【００１３】本発明の他の目的は、ＳｉＧｅ−ＳｉとＳ
ｉＧｅＣ−Ｓｉの間の界面におけるエピタキシャル成長
により、欠陥の無い界面を提供することである。欠陥の
無い或いは低欠陥密度の界面は、光或いは光モードに対
する実質的な損失或いは減衰を阻止する。
ｉＧｅＣ−Ｓｉの間の界面におけるエピタキシャル成長
により、欠陥の無い界面を提供することである。欠陥の
無い或いは低欠陥密度の界面は、光或いは光モードに対
する実質的な損失或いは減衰を阻止する。
【００１４】本発明の他の目的は、シリコン或いはＳｉ
Ｇｅなどの支持層に格子適合する応力のないＳｉＧｅＣ
フィルムを提供することにより、欠陥密度を低減するこ
とである。
Ｇｅなどの支持層に格子適合する応力のないＳｉＧｅＣ
フィルムを提供することにより、欠陥密度を低減するこ
とである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光放射
或いは光を伝達する導波管及び導波管の生成方法が述べ
られ、これは基板と、基板上のシリコンによる第１の層
と、Ｓｉ1-xＧｅxなどの２元合金、或いはＳｉ1-x-yＧ
ｅxＣy などの３元合金の材料による上記第１のシリコ
ン層上に配置される第２の層と、上記第２の層上に配置
され、導波管の形成が要求される第１の領域が第１の厚
みを有し、導波管が不要な第２の領域が第２の厚みを有
する、シリコンなどの材料による第３の層から構成され
る。第２の層はひずみによる転位のない層であり、好ま
しくは、Ｓｉ1-xＧｅx合金により構成される。ここでｘ
は０．０１乃至０．０３の範囲である。選択される３元
合金では、ｘ或いは、ｘ及びｙは、シリコンの第１の層
に格子整合した合金を提供するように選択される。
或いは光を伝達する導波管及び導波管の生成方法が述べ
られ、これは基板と、基板上のシリコンによる第１の層
と、Ｓｉ1-xＧｅxなどの２元合金、或いはＳｉ1-x-yＧ
ｅxＣy などの３元合金の材料による上記第１のシリコ
ン層上に配置される第２の層と、上記第２の層上に配置
され、導波管の形成が要求される第１の領域が第１の厚
みを有し、導波管が不要な第２の領域が第２の厚みを有
する、シリコンなどの材料による第３の層から構成され
る。第２の層はひずみによる転位のない層であり、好ま
しくは、Ｓｉ1-xＧｅx合金により構成される。ここでｘ
は０．０１乃至０．０３の範囲である。選択される３元
合金では、ｘ或いは、ｘ及びｙは、シリコンの第１の層
に格子整合した合金を提供するように選択される。
【００１６】
【実施例】図を参照すると、図１は光放射を伝達する導
波管装置１０を示す。単結晶質シリコンである基板１２
は、その上に、シリコン酸化物などの絶縁体による層１
４を形成される。また、単結晶質シリコンの層１６が、
層１４上に形成される。層１６は上面１７を有する。最
初、層１２、１４及び１６は、単結晶シリコン基板であ
る。層１４は、酸素注入分離（ＳＩＭＯＸ：separation
by implantationof oxygen ）方法のような、上面１７
を通じての酸素のイオン注入により、或いはウエハ・ボ
ンディングなどの他の絶縁体上シリコン（ＳＯＩ：sili
con-on-insulator ）方法により形成される。従って、
層１６は基板１２と同じ単結晶方向を有する。層１６の
上面１７上には、１００ （オングストローム）乃至５
μｍの範囲の厚み（典型的には４μｍ厚）を有する、シ
リコンのエピタキシャル層１８が形成される。シリコン
層１８は上面１９を有する。この上面１９上には、Ｓｉ
1-xＧｅxのエピタキシャル層２２が存在し、ここでｘは
ゲルマニウムのモル分率であり、０．０１乃至０．０９
の範囲である。好ましくは、０．０１乃至０．０３であ
り、特に好ましくは０．０１２乃至０．０１８である。
層２２はまたＳｉ1-x-yＧｅxＣy であっても良い。カー
ボンはＳｉＧｅＣ合金の格子定数を減少する傾向があ
り、応力のない層２２を実現する。例えば、ゲルマニウ
ムはシリコンの格子定数を増加する傾向があり、一方、
カーボンは格子定数を減少する（第１位に）傾向があ
る。応力のないＳｉ1-x-yＧｅxＣy フィルムを実現する
場合、１２％のゲルマニウムの添加は、おおよそ１％の
カーボンの添加を必要とする。層２２は１０００ 乃至
５０μｍの範囲の厚みを有する。層２２は光放射、光或
いは光モード２４を伝達するように機能する。層２２は
上面２３を有する。
波管装置１０を示す。単結晶質シリコンである基板１２
は、その上に、シリコン酸化物などの絶縁体による層１
４を形成される。また、単結晶質シリコンの層１６が、
層１４上に形成される。層１６は上面１７を有する。最
初、層１２、１４及び１６は、単結晶シリコン基板であ
る。層１４は、酸素注入分離（ＳＩＭＯＸ：separation
by implantationof oxygen ）方法のような、上面１７
を通じての酸素のイオン注入により、或いはウエハ・ボ
ンディングなどの他の絶縁体上シリコン（ＳＯＩ：sili
con-on-insulator ）方法により形成される。従って、
層１６は基板１２と同じ単結晶方向を有する。層１６の
上面１７上には、１００ （オングストローム）乃至５
μｍの範囲の厚み（典型的には４μｍ厚）を有する、シ
リコンのエピタキシャル層１８が形成される。シリコン
層１８は上面１９を有する。この上面１９上には、Ｓｉ
1-xＧｅxのエピタキシャル層２２が存在し、ここでｘは
ゲルマニウムのモル分率であり、０．０１乃至０．０９
の範囲である。好ましくは、０．０１乃至０．０３であ
り、特に好ましくは０．０１２乃至０．０１８である。
層２２はまたＳｉ1-x-yＧｅxＣy であっても良い。カー
ボンはＳｉＧｅＣ合金の格子定数を減少する傾向があ
り、応力のない層２２を実現する。例えば、ゲルマニウ
ムはシリコンの格子定数を増加する傾向があり、一方、
カーボンは格子定数を減少する（第１位に）傾向があ
る。応力のないＳｉ1-x-yＧｅxＣy フィルムを実現する
場合、１２％のゲルマニウムの添加は、おおよそ１％の
カーボンの添加を必要とする。層２２は１０００ 乃至
５０μｍの範囲の厚みを有する。層２２は光放射、光或
いは光モード２４を伝達するように機能する。層２２は
上面２３を有する。
【００１７】上面２３上には、その厚みが３μｍ乃至５
μｍの範囲のシリコンのエピタキシャル層２６が形成さ
れる。シリコン層２６は、例えば、写真印刷マスキング
及びエッチングにより、ストリップ２８を形成するよう
にパターン化される。ストリップ２８は３μｍ乃至５μ
ｍの範囲の厚みを有し、導波管の形成が要求される第１
の領域２９に形成される。層２６はその厚みが１００
乃至４００ の範囲の第２の領域３０を有し、この領域
は、前述の第１の領域２９によって覆われない領域の層
２２を覆い、層２２内のＳｉＧｅ或いはＳｉＧｅＣ合金
を安定化する。パターン層２６により形成されるストリ
ップ２８は、周知のマックスウェル方程式により表され
るように、光モードをストリップ２８の下方の領域に分
離または孤立化するように機能する。ストリップ２８は
図１の矢印３４で示される幅を有し、これは１．３ミク
ロンの波長を有する光放射に対応して、５．６μｍ乃至
８．４μｍの範囲である。
μｍの範囲のシリコンのエピタキシャル層２６が形成さ
れる。シリコン層２６は、例えば、写真印刷マスキング
及びエッチングにより、ストリップ２８を形成するよう
にパターン化される。ストリップ２８は３μｍ乃至５μ
ｍの範囲の厚みを有し、導波管の形成が要求される第１
の領域２９に形成される。層２６はその厚みが１００
乃至４００ の範囲の第２の領域３０を有し、この領域
は、前述の第１の領域２９によって覆われない領域の層
２２を覆い、層２２内のＳｉＧｅ或いはＳｉＧｅＣ合金
を安定化する。パターン層２６により形成されるストリ
ップ２８は、周知のマックスウェル方程式により表され
るように、光モードをストリップ２８の下方の領域に分
離または孤立化するように機能する。ストリップ２８は
図１の矢印３４で示される幅を有し、これは１．３ミク
ロンの波長を有する光放射に対応して、５．６μｍ乃至
８．４μｍの範囲である。
【００１８】図２は本発明の別の実施例を示す。図２に
おいて、図１の装置に対応する部分に対しては、同じ参
照番号が使用される。図２は光導波管装置４０を示す。
基板４２は、例えば単結晶質シリコンであり、上面４３
を有する。エピタキシャル・シリコン層１８が、上面４
３上に形成される。導波管４０内の他の層である層２２
及び２６は、導波管１０に対応して図１で述べたのと同
じ機能をする。
おいて、図１の装置に対応する部分に対しては、同じ参
照番号が使用される。図２は光導波管装置４０を示す。
基板４２は、例えば単結晶質シリコンであり、上面４３
を有する。エピタキシャル・シリコン層１８が、上面４
３上に形成される。導波管４０内の他の層である層２２
及び２６は、導波管１０に対応して図１で述べたのと同
じ機能をする。
【００１９】図１及び図２において層２６は、層２６に
選択される材料が層２２と異なる屈折率を有する限り、
ＳｉＯ2、Ｓｉ、Ｓｉ1-x-yＧｅxＣy、Ｓｉ1-xＧｅxを含
むグループから選択できる。典型的材料の屈折率に関す
る典型的な値は、空気：１、ＳｉＯ2 ：３．９、Ｓｉ：
１１．９、Ｇｅ：１６、ＳｉＣ：２．６５−２．６９で
あり、それらの合金は、寄与する材料の原子百分率に比
例する屈折率を有する。
選択される材料が層２２と異なる屈折率を有する限り、
ＳｉＯ2、Ｓｉ、Ｓｉ1-x-yＧｅxＣy、Ｓｉ1-xＧｅxを含
むグループから選択できる。典型的材料の屈折率に関す
る典型的な値は、空気：１、ＳｉＯ2 ：３．９、Ｓｉ：
１１．９、Ｇｅ：１６、ＳｉＣ：２．６５−２．６９で
あり、それらの合金は、寄与する材料の原子百分率に比
例する屈折率を有する。
【００２０】屈折率は、各材料の各原子百分率の総和
に、その材料のそれぞれの屈折率を乗じた値に等しい。
図１及び図２にそれぞれ示される導波管１０及び４０の
光学的性能は、１．９ｄＢ／ｃｍ以下の損失が期待さ
れ、従来技術に対して改良された減衰を実現する。導波
管層の厚み及び幅は、光ファイバと導波管との間の最大
結合効率を保証するように選択される。
に、その材料のそれぞれの屈折率を乗じた値に等しい。
図１及び図２にそれぞれ示される導波管１０及び４０の
光学的性能は、１．９ｄＢ／ｃｍ以下の損失が期待さ
れ、従来技術に対して改良された減衰を実現する。導波
管層の厚み及び幅は、光ファイバと導波管との間の最大
結合効率を保証するように選択される。
【００２１】これまでに、基板、当該基板上に形成され
るＳｉ1-xＧｅx或いはＳｉ1-x-yＧｅxＣy による第１の
エピタキシャル層、及び第１の層上に形成され、異なる
屈折率を有する材料による第２のエピタキシャル層を含
む、光放射を伝達する光導波管について説明してきた。
第２の層は、例えばＳｉ、Ｓｉ1-xＧｅx、Ｓｉ1-x-yＧ
ｅxＣy或いはＳｉＯ2であり、ストリップ・ロード式光
導波管の形成が要求される第１の領域については、第１
の厚みを有するようにパターン化される。第２の層は更
に、光導波管が不要な第２の領域については、１００
乃至４００ の範囲の第２の厚みを有する。
るＳｉ1-xＧｅx或いはＳｉ1-x-yＧｅxＣy による第１の
エピタキシャル層、及び第１の層上に形成され、異なる
屈折率を有する材料による第２のエピタキシャル層を含
む、光放射を伝達する光導波管について説明してきた。
第２の層は、例えばＳｉ、Ｓｉ1-xＧｅx、Ｓｉ1-x-yＧ
ｅxＣy或いはＳｉＯ2であり、ストリップ・ロード式光
導波管の形成が要求される第１の領域については、第１
の厚みを有するようにパターン化される。第２の層は更
に、光導波管が不要な第２の領域については、１００
乃至４００ の範囲の第２の厚みを有する。
【００２２】更に、酸素注入分離（ＳＩＭＯＸ）などの
ＳＯＩ基板の一部の層上に形成される光導波管について
説明した。こうした場合では、層はその上面上に形成さ
れる単結晶質層である。
ＳＯＩ基板の一部の層上に形成される光導波管について
説明した。こうした場合では、層はその上面上に形成さ
れる単結晶質層である。
【００２３】図１及び図２で示される光導波管１０及び
４０は、集積光学システムに好適に使用され、半導体処
理技術を使用して、集積回路上に容易に製作される。ス
トリップ・ロード式光導波管１０及び４０は、マイクロ
波技術における周知のマイクロ・ストリップ導波管に類
似する。これはグランド・プレーン上の絶縁層上に金属
ストリップを有する。
４０は、集積光学システムに好適に使用され、半導体処
理技術を使用して、集積回路上に容易に製作される。ス
トリップ・ロード式光導波管１０及び４０は、マイクロ
波技術における周知のマイクロ・ストリップ導波管に類
似する。これはグランド・プレーン上の絶縁層上に金属
ストリップを有する。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射エネルギーを伝達するシリコン−ゲルマニウム合金
を組込んだ低損失半導体導波管により、導波管の横寸法
を定義するために通常使用される、側壁表面及び界面に
よる減衰問題を克服することが可能となる。
放射エネルギーを伝達するシリコン−ゲルマニウム合金
を組込んだ低損失半導体導波管により、導波管の横寸法
を定義するために通常使用される、側壁表面及び界面に
よる減衰問題を克服することが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明の別の実施例を示す図である。
１０、４０ 導波管 １２、４２ 基板 １８、２２、２６ エピタキシャル・シリコン層 ２４ 光モード ２８ ストリップ ２９ 第１の領域 ３０ 第２の領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サブラマニアン・スリカンテスワラ・ライ ヤー アメリカ合衆国10598、ニューヨーク州ヨ ークタウン・ハイツ、シーダー・ロード 3172 (72)発明者 ビジェイ・パンチャパ・ケサン アメリカ合衆国06877、コネチカット州リ ッジフィールド、クインシー・クローズ ９ (72)発明者 ジョージ・ビクター・トレイズ アメリカ合衆国10016、ニューヨーク州ニ ューヨーク、イースト・サーティシックス ス・ストリート 138
Claims (1)
- 【請求項１】光放射を伝達する導波管装置であって、 基板と、 上記基板上に形成されたシリコンによる第１の層と、 上記第１の層上に形成された、Ｓｉ1-xＧｅx及びＳｉ
1-x-yＧｅxＣyより成るグループから選択された材料に
よる第２の層と、 導波管が要求される領域では第１の厚みを有し、導波管
が不要な領域では第２の厚みを有する、上記第２の層上
に形成された第３の層と、 を含む導波管装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US96759092A | 1992-10-28 | 1992-10-28 | |
| US967590 | 1992-10-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201934A true JPH06201934A (ja) | 1994-07-22 |
| JPH087286B2 JPH087286B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=25513018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5240112A Expired - Lifetime JPH087286B2 (ja) | 1992-10-28 | 1993-09-27 | 光導波管装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0595080A1 (ja) |
| JP (1) | JPH087286B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299598A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-11 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US6834152B2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-12-21 | California Institute Of Technology | Strip loaded waveguide with low-index transition layer |
| US6839488B2 (en) | 2001-09-10 | 2005-01-04 | California Institute Of Technology | Tunable resonant cavity based on the field effect in semiconductors |
| US7082235B2 (en) | 2001-09-10 | 2006-07-25 | California Institute Of Technology | Structure and method for coupling light between dissimilar waveguides |
| JP2012154980A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Fujitsu Ltd | リブ型光導波路デバイス及びその製造方法 |
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| WO1996015550A1 (en) * | 1994-11-10 | 1996-05-23 | Lawrence Semiconductor Research Laboratory, Inc. | Silicon-germanium-carbon compositions and processes thereof |
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| US6403975B1 (en) | 1996-04-09 | 2002-06-11 | Max-Planck Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschafteneev | Semiconductor components, in particular photodetectors, light emitting diodes, optical modulators and waveguides with multilayer structures grown on silicon substrates |
| GB2339301B (en) | 1998-07-07 | 2000-06-14 | Bookham Technology Ltd | Integrated optical device providing attenuation |
| JP2001135893A (ja) | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置および光電子集積回路装置 |
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| US7010208B1 (en) | 2002-06-24 | 2006-03-07 | Luxtera, Inc. | CMOS process silicon waveguides |
| US6993236B1 (en) * | 2002-06-24 | 2006-01-31 | Luxtera, Inc. | Polysilicon and silicon dioxide light scatterers for silicon waveguides on five layer substrates |
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|---|---|---|---|---|
| US5109464A (en) * | 1991-05-24 | 1992-04-28 | Amoco Corporation | Rib waveguide optimized for low loss coupling to optical fibers and method of determining same |
| US5107538A (en) * | 1991-06-06 | 1992-04-21 | At&T Bell Laboratories | Optical waveguide system comprising a rare-earth Si-based optical device |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP5240112A patent/JPH087286B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-06 EP EP93116148A patent/EP0595080A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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| US6839488B2 (en) | 2001-09-10 | 2005-01-04 | California Institute Of Technology | Tunable resonant cavity based on the field effect in semiconductors |
| US6895148B2 (en) | 2001-09-10 | 2005-05-17 | California Institute Of Technology | Modulator based on tunable resonant cavity |
| US6917727B2 (en) | 2001-09-10 | 2005-07-12 | California Institute Of Technology | Strip loaded waveguide integrated with electronics components |
| US7082235B2 (en) | 2001-09-10 | 2006-07-25 | California Institute Of Technology | Structure and method for coupling light between dissimilar waveguides |
| JP2012154980A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Fujitsu Ltd | リブ型光導波路デバイス及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH087286B2 (ja) | 1996-01-29 |
| EP0595080A1 (en) | 1994-05-04 |
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