KR100959426B1 - 광학적으로 결합된 층들을 갖는 집적 회로 디바이스, 장치 및 집적 회로 디바이스 내의 층간 광 신호 결합 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 집적 회로 층들의 수직 배열을 포함하는 집적 회로 디바이스(102)에서, 제1 집적 회로 층(104)과 제2 집적 회로 층(106) 간의 광 신호(S1) 결합에 관한 것이다. 광 신호(S1)는 상기 제1 집적 회로 층(104) 내부의 포토닉 결정 결함 도파로(110)와 포토닉 결정 결함 공동(112) 사이에서 순간적으로 결합되며, 상기 포토닉 결정 결함 공동(112)과 상기 제2 집적 회로 층(106)의 광학 개구부(116) 사이에서 상기 광 신호(S1)를 투사가능하게 결합된다.
집적 회로, 광 신호, 광학 개구부, 광 결정 결함 도파로, 광 결정 결함 공동
Description
본 발명은 집적 회로 디바이스의 다른 층들 사이에서 신호를 결합하는 것에 관한 것이다.
집적 회로 디바이스는 컴퓨터 및 로봇 장치에서 가정용품이나 자동차 제어 시스템에 이르기까지 다양한 제품들에서 필수 구성요소가 되어 왔다. 집적 회로 디바이스가 물리적 사이즈 및 소비 전력을 줄여나가면서 점점 더 유능하고 빨라짐에 따라 새로운 애플리케이션들이 계속해서 발견되고 있다. 여기서 이용되는 바와 같이, 집적 회로 디바이스는, 적어도 하나의 전기적 및/또는 광학적 기능을 수행하는 하나 이상의 집적 회로 칩을 갖는 디바이스에 폭넓게 적용되며, 싱글 칩 및 멀티 칩 디바이스 모두를 포함한다. 멀티 칩 디바이스들에서, 각 집적 회로 칩은 통상 기판과 별도로 제조 혹은 "조립"되며, 그렇게 만들어진 칩들은 함께 접착되거나 연결되어 공통 물리적 배열을 형성한다.
집적 회로 기술의 발전은 전기 회로의 사이즈를 점점 더 작은 사이즈로 줄이는 방향으로 계속되어, 국부 전기 회로(예를 들어, 메모리 셀 그룹, 시프트 레지스터, 가산기 등) 모두의 1차원 치수는 수백 나노미터, 경우에 따라서는, 수십 나노 미터 이하까지 감소될 수 있다. 이러한 물리적 스케일 및 계속 증가하는 클록 속도의 관점에서, 겨우 수백 또는 수천 마이크론 길이의 전기적 상호연결 선들을 통해 "떨어져 있는" 전기 회로들과 통신하는데 어려움을 갖는 국부 전기 회로들로는 집적 회로 디바이스의 서로 다른 부분 간에서 얻을 수 있는 데이터 레이트에 한계가 발생한다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서, 집적 회로 디바이스의 상이한 전기 회로들을 연결하기 위한 제안들이 있어왔다. 예를 들어, 동일 출원인에 의한 U.S. 2005/0078902A1에는, 디바이스들 간의 데이터 통신을 위한 광 신호를 이용하여 대용량 전기적 상호 접속을 막기 위한 포토닉 상호 접속 시스템이 기술되어 있다.
이러한 광학적 상호 접속 방식의 일환으로, 상이한 집적 회로 층들 상에 위치한 평판형 도파로들 간의 광학적 결합이 종종 요구된다. 칩 간의 접속에 적용할 수 있는 가장 간단한 제안에서는, 두 개의 칩이, 제1 칩 상의 제1 도파로의 에지면이 제2 칩 상의 제2 도파로의 에지면에 직접 접하도록 나란히 장착된다. 다른 제안에서는, 광섬유를 사용하여 상이한 칩들의 두개의 에지면간에 광학 신호를 전송한다. 또 다른 제안에서는, 광섬유를 사용하여 제1 칩 상의 면발광원과 제2 칩 상의 검출기 간을 연결하는데, 각 칩은, 필요할 경우, 적어도 하나의 E/O(electrical-to-optical) 및 O/E(optical-to-electrical) 변환기를 구비할 수 있다. 그러나, 그러한 제안들에서는, 동작 확장성(예를 들어, 칩들 사이에서 얻어질 수 있는 광학적 상호 연결들의 수) 및/또는 획득 가능한 디바이스 조밀도의 양을 제한하는 문제가 발생한다.
수직 광학적 결합 방식도 제안되었는데, 이 방식에서는, 광 신호들이 수식으로 배열된 칩들의 마주보는 층들 간에 전송되는데, 상기 수식 배열은 그 마주보는 칩들 간의 광학적 상호 연결의 수를 증가시키면서 설치면적을 감소시킨다. 제안들에는, 한 층의 개구부를 통한 강제 수직 투사 및 그에 대응하는 다른 층의 개구부로의 수직 회수를 위한 각진 반사 구조물 및/또는 격자 구조물들의 사용이 포함된다.
그러나, 상이한 개구부 쌍들 간에 광학적 결합 효율 및 광학적 크로스토크 중 하나 이상과 관련하여 문제들, 특히 마주보는 층들 간의 수직 간격이 증가하는 문제가 발생한다. 다른 문제점들은, 마주보는 전기 요소들, 수직 광학적 결합 서브시스템들의 측면 면적 요건, 마주보는 면들에 대한 수직면 특징들의 조화, 디바이스 복잡성, 배열 문제 및 제조비용 중 하나 이상과 관련하여 발생한다. 본 발명을 읽는 당업자에게 명확해지는 바와 같이 또 다른 문제들도 발생한다. 집적 회로 디바이스의 상이한 층들 간의 광학적 결합을 위하여, 이러한 층들이 전광학적인지 혹은 전기광학적인지를 상기 문제들 중 하나 이상을 해결하는 방식으로 제공하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 집적 회로 층들의 수직 배열을 포함하는 집적 회로 디바이스에서, 제1 집적 회로 층과 제2 집적 회로 층 사이에서 광 신호를 결합하는 방법이 제공된다. 상기 광 신호는 상기 제1 집적 회로 층의 포토닉 결정 결함 도파로와 포토닉 결정 결함 공동 사이에서 순간적으로 결합(evanescently coupling)되며, 상기 포토닉 결정 결함 공동과 상기 제2 집적 회로 층의 광학 개구부 사이에서 투사가능하게 결합(projectably coupling)된다.
또, 광학 개구부를 포함하는 제1 집적 회로 층과 포토닉 결정 결함 도파로 및 포토닉 결정 결함 공동을 포함하는 제2 집적 회로 층을 포함하는 집적 회로 디바이스가 제공된다. 상기 포토닉 결정 결함 도파로를 따라 진행하는 광 신호는 상기 포토닉 결정 결함 도파로와 상기 포토닉 결정 결함 공동 사이에서 순간적으로 결합되고 상기 포토닉 결정 결함 공동과 상기 광학 개구부 사이에서 투사가능하게 결합된다.
또, 광학 개구부를 포함하는 제1 집적 회로 층과 포토닉 결정 결함 도파로 및 포토닉 결정 결함 공동을 포함하는 제2 집적 회로 층을 포함하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 또한, 상기 포토닉 결정 결함 도파로를 따라 진행하는 광 신호를 상기 포토닉 결정 결함 도파로와 상기 포토닉 결정 결함 공동 사이에서 순간적으로 결합하기 위한 수단과, 상기 광 신호를 상기 포토닉 결정 결함 공동과 상기 광학 개구부 사이에서 투사가능하게 결합하는 수단을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 집적 회로 디바이스의 사시도.
도 2는 실시예에 따른 집적 회로 디바이스의 측단면도.
도 3은 실시예에 따른 집적 회로 디바이스의 사시도.
도 1은 실시예에 따라 중간층(105)에 의해 분리된 상층(106) 및 하층(104)을 포함하는 집적 회로 디바이스(102)의 사시도를 나타내며, 도 1에서, 중간층(105)의 높이는 명확한 표시를 위해 과장되어 있다. 상층(106) 및 하층(104)은 수직 배열로 서로 접착, 접합 또는 조립된 두 개의 상이한 칩들로 이루어질 수 있다. 혹은, 상층(106) 및 하층(104)은 공통의 집적 회로 칩 내에 있을 수 있다. 여기서 사용 될 때, 집적 회로 디바이스 중 한 층은 그 집적 회로 디바이스의 수직으로 인접하는 판형 서브볼륨(subvolume)에 적용된다. 하나의 층 자체는 상대적으로 복잡한 구조들과 기능들을 갖는 복수의 물질 부층을 포함할 수 있음은 물론이다. 따라서, 예를 들어, 상층(106)과 하층(104) 각각은, 다양한 전기적, 전기광학적 및/또는 광학적 기능들을 얻도록 형성, 처리, 패터닝, 또는 제조되며 다른 물질들로 이루어진 수 개의 인접한 부층들을 포함할 수 있다.
상층(106)과 하층(104)은 모두 전광학적이던가 모두 전기광학적일 수 있다. 혹은, 상층(106) 및 하층(104) 중 하나가 전광학적이고 다른 하나가 전기광학적일 수 있다. 어떤 실시예에서, 상층(106)은, O/E 및 E/O 변환 요소들을 갖는 가까운 광통신 포트에 수평방향으로 인접하며 고밀도로 채워진 전기 회로 어레이들을 포함할 수 있으며, 하층(104)은 상층(106) 상에서 떨어져 있는 전기 회로들 간의 정보 전달을 용이하게 하는 "광 LAN"을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상층(106) 및 하층(104)이 상기한 동일 출원인의 U.S. 2005/0078902A1에 기재된 포토닉 상호 접속 시스템을 용이하게 하는 데 사용될 수 있다.
집적 회로 디바이스(102)는 또한 하층(104) 내에 형성된 포토닉 결정 구조(108)를 포함한다. 포토닉 결정 구조(108)는, 보통의 전자파 전달이 엄격하게 금지되는 적어도 하나의 포토닉 밴드 갭, 즉, 주파수 범위를 갖는 인공적으로 가공된 주기적 유전체 어레이를 포함한다. 이러한 포토닉 밴드 갭들의 존재를 사용하여, 상기 적어도 하나의 포토닉 밴드 갭 내의 주파수들에 대하여 전자파들을, 여기서는 결함 도파로라 불리는, 주기적 어레이의 결함이 있는 또는 상이한 모양의 요 소들의 경로를 따라 한정하여 안내할 수 있으며, 상기 주파수들은 결함 도파로를 따라 존재하는 것은 허용되나 무결함 영역 내에 존재하는 것은 허용되지 않는다. 그러한 결함 도파로 하나가 도 1에 나타낸 요소(110)로서 표시되며 상기 결함 도파로는 적어도 하나의 포토닉 밴드 갭 내의 주파수를 갖는 광 신호(S1)를 안내한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 광 신호(S1)는, 포토닉 결정 구조를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있는 다양한 전기광학적 혹은 전광학적 회로들 중 어느 하나를 표현하는 하층(104)의 외측 섹션(109)으로부터 수신된다.
어떤 실시예에 따르면, 포토닉 결정 결함 공동(112)은 포토닉 결정 구조(108) 내에 형성된다. 결함 공동(112)은 광 신호(S1)의 주파수에서 결함 공동(110)과 순간적으로 결합되어 그 주파수에서 하층(104) 면의 바깥쪽을 향해 빛을 수직으로 방사하도록 구성되며 배치된다. 결함 공동(112)의 공명 모드의 소실장(evanescent field)이 결함 도파로(110)내를 진행하는 광 신호(S1)의 소실장과 중첩되는 순간적 결합(evanescent coupling)이 얻어질 수 있다.
결함 공동(112)은 상층(106) 상에 포함된 광학 개구부(116)와 투사가능하게 결합된다. 여기서 사용되는 바와 같이, 투사가능한 결합은 제1 개구부에서 빛이 방사되어 제2 개구부에서 회수되는 다양한 시나리오 중 어느 하나에 폭넓게 적용될 수 있다. 본 발명의 범위가 제1 및 제2 개구부가 직접 접촉되어 있는 시나리오들을 포함하기는 하지만, 통상, 본 제1 및 제2 개구부는 0이 아닌 짧은 거리만큼 떨어져 있다. 투사가능한 결합은, 제1 개구부를 제2 개구부 상에 (혹은 그 반대로) 결상하거나 혹은 부분적으로 결상하는 렌즈 요소를 통한 투사뿐만 아니라 공기 또는 균질 물질 볼륨을 통한 자유 공간 방사를 포함하지만, 그것에 한정되지는 않는다.
일반적으로 말해서, 빛은 결함 공동(112)의 특정 외형 및 재료와 중간층(105)의 굴절률에 의거한 각도의 원뿔형 패턴으로 결함 공동(112)의 바깥쪽으로 방사된다. 렌즈 요소를 사용하지 않는 실시예들에 있어서, 타당한 정도의 결합을 얻기 위해서는 상층(106) 및 하층(104) 간의 거리를 결함 공동(112)의 수평방향 치수보다 작게 유지하는 것이 바람직하지만, 본 발명의 범위는 그것에 한정되지는 않는다.
광학 개구부(116)는 대체로 광을 회수 및/또는 전달할 수 있는 소정 종류의 광학적 요소를 나타낸다. 예로는, 발광기, 광 검출기, 렌즈, 도파로 면 등이 있다. 어떤 실시예에서, 상층(106)은 제2 포토닉 결정 결함 공동 및 제2 포토닉 결정 결함 광도파로를 포함하는 하층(104)의 미러 구조를 포함하며 광학 개구부(116)는 제2 포토닉 결정 결함 공동의 하면에 대응한다.
결함 공동(112)과 결함 도파로(110)는 또한 아래쪽으로 투사되는 광 신호가 결함 공동(112)에 의해서 회수되어 결함 도파로(110)에 순간적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 결함 공동(112)과 결함 도파로(110)는 하층(104)의 외부와 내부로의 양방향 수직 결합을 도모하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 결함 공동(112)과 결함 도파로(110)는, 통상 하층(104) 내부로의 다른 방향에 있어서의 결합 효율을 희생해서, 하층(104) 외부로의 단 방향 수직 결합을 위해 최적화된다. 또 다른 실시예에서는, 결함 공동(112)과 결함 도파로(110)는, 통상 하층(104)의 외부로의 다른 방향에 있어서의 결합 효율을 희생하여, 하층(104)의 내부로의 단 방향 수직 결합을 위해 최적화된다.
상술한 순간적 결합 및 수직 투사/회수를 얻기 위한 특정 파라미터들은 사용된 특정 파장, 굴절률, 손실 계수, 편광, 결합 형태, 및 물리적 치수에 매우 의존하게 될 것이다. 본 개시의 관점에서, 당업자는 충분한 수직 광학적 결합을 제공하는 그러한 파라미터들의 적절한 조합을 수학적으로 및/또는 실험적으로 쉽게 결정할 수 있을 것이다. 한정을 위한 것이 아니라 예로서, 1550 nm의 통상의 광통신 파장에 적당한 어떤 구조에서, 포토닉 결정 구조(108)는 420 nm의 격자 정수를 갖는 120 nm 폭 원통형 공기 구멍들의 삼각형 격자 패턴을 갖는 250 nm 두께의 Si 판을 포함할 수 있다. 결함 도파로(110)는 공기 구멍들의 단일 결선(missing line)에 의해서 형성될 수 있으며, 결함 공동(112)은 결함 도파로(110)의 중앙에서 1090 nm 떨어진 (즉, 3행 떨어진) 중심을 가지며 지름이 445 nm인 확대된 공기 홀 포인트 결함에 의해서 형성될 수 있다.
그러나, 포토닉 결정 구조(108)를 위한 다양한 다른 재료 및 디바이스 파라미터들이 넓은 범위의 광 파장을 도모하기 위해 사용될 수 있다. 포토닉 결정 구조(108)를 위한 적절한 판 재료는, Si(n=3.42), InP(n=3.1), GaAs(n=3.3) 및 SiN/Si3N4(n=2.2) 등 상대적으로 높은 인덱스의 재료들을 포함하지만, 그것에 한정되지는 않는다. 보다 일반적으로는, 적정한 포토닉 결정 판 재료는 4족 물질(예를 들어, Si, Ge, SiC), 3-5족 물질(예를 들어, GaN, GaP, InP, InAs, AIN), 2-4족 물질(예를 들어, ZnO, CdS)을 포함하지만, 그것에 한정되지는 않는다.
포토닉 결정 구조(108)를 위한 적절한 홀 재료들은, 공기에 한정되는 것이 아니라, 다양한 낮은 인덱스의 액체 또는 겔과, SiO2(n=1.44), 폴리-디메틸 실록산(poly-dimethyl siloxane)(PDMS, n=1.4) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)(PMMA, n=1.49) 등의 다양한 다른 낮은 인덱스의 물질들을 포함한다. 중간층(105)은 공기 또는 다른 낮은 인덱스의 물질을 포함한다.
도 2는 일 실시예에 따른 집적 회로 디바이스(202)의 측단면도를 나타내며, 상기 집적 회로 디바이스는, 결함 공동(212)과 순간적으로 결합되는 (지면 안쪽 및 바깥쪽으로 통과하는) 결함 도파로(210)가 형성된 광 결정 구조를 갖는 하층(204)을 포함하며, 결함 공동(212)은 광학 개구부(218)에서 광을 투사가능하게 방사(및/또는 회수)한다. 집적 회로 디바이스(202)는 또한 결함 공동(213)과 순간적으로 결합되는 (지면 안쪽 및 바깥쪽으로 통과하는) 결함 도파로(211)가 형성된 포토닉 결정 구조를 갖는 하층(204)을 사실상 비추는 상층(206)을 포함하며 , 결함 공동(213)은 광학 개구부(219)에서 광을 회수(및/또는 투사가능하게 방사)한다.
어떤 실시예에서는, 렌즈 요소(222)가 하층(204)과 상층(206) 사이의 중간층(205) 내에 위치되며, 광학적 결합 효율을 증가시키고 하층(204)과 상층(206) 사이의 거리의 증가를 허용하기 위해 광학 개구부(218, 219)를 서로의 위에 결상하도록 구성 및 배치된다. 렌즈 요소(222)의 위치는 중간층(205)내의 낮은 인덱스의 고체 물질(224) 또는 다양한 다른 배치/장착 기술 중 어느 하나를 사용함으로써 유지될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 집적 회로 디바이스(302)의 사시도이며, 집적 회로 디바이스(302)는 하층(304)과 상층(306)을 포함하는데, 도 3에서 상층과 하층간의 수직 거리는 명확한 표현을 위해 매우 과장되어 있다. 하층(304)은, 제1 결함 공동(310) 및 제2 결함 공동(312) 각각과 순간적으로 결합되는 제1 결함 도파로(308)가 형성되어 있는 포토닉 결정 구조를 포함한다. 또, 상기 포토닉 결함 구조 내에는, 제3 결함 공동(316) 및 제4 결함 공동(318) 각각에 순간적으로 결합되는 제2 결함 도파로(314)가 형성된다. 상층(306)은 제1 및 제2 전기광학 회로(320, 322)를 포함하며, 제1 및 제2 전기광학 회로 각각은 고밀도 전기 회로(321, 323)를 포함할 수 있으며 전기 신호 전파 관점에서 서로로부터 매우 "멀리 떨어져"있을 수 있다. 상층(306)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1, 제2, 제3 및 제4 광학 개구부(324, 326, 328, 330)도 포함하며, 제1 및 제2 광학 개구부(324, 326)는 고밀도 전기 회로(321, 323) 간의 한 방향으로의 통신을 위한 광 에미터/광 수신기 쌍일 수 있고, 제3 및 제4 광학 개구부(328, 330)는 다른 방향을 위한 광 에미터/광 수신기 쌍일 수 있다.
동작 시, 제1 광학 신호(S1)는 제1 광학 개구부(324)에서 제1 결함 공동(310)으로 투사가능하게 결합되며, 제1 결함 공동(310)에서 제1 결함 도파로(308)로 순간적으로 결합되며, 제1 결함 도파로(308)를 따라 전파되어 제2 결함 공동(312)으로 순간적으로 결합되며, 제2 결함 공동(312)에서 제2 광학 개구부(326)로 투사가능하게 결합된다. 다른 방향에 대해서, 제2 광학 신호(S2)는 제3 광학 개구부(328)에서 제3 결함 공동(316)으로 투사가능하게 결합되며, 제3 결함 공동(316)에서 제2 결함 도파로(314)로 순간적으로 결합되며, 제2 결함 도파로(314)를 따라 전파되어 제4 결함 공동(318)에 순간적으로 결합되며, 제4 결함 공동(318)에서 제4 광학 개구부(330)로 투사가능하게 결합된다.
하나 이상의 실시예에 따른 집적 회로 디바이스의 제조는 공지의 집적 회로 제조 방법을 사용하여 얻어질 수 있는데, 공지의 집적 회로 제조 방법은, 화학 기상 증착법(CVD), 유기 금속 화학 기상 증착법(MOCVD), 플라즈마 개선 화학 기상 성장법(PECVD), 화학 용액 증착법(CSD), 졸-겔성 화학 용액 증착법, 유기 금속 분해법(MOD), 랭뮤어-블로제트 기법(Langmuir-Blodgett technique), 열 증발/분자선 에폭시법(MBE), 스퍼터링법(DC, 마그네트론, RF) 및 펄스 레이저 증착(PLD) 등의 증착법과, 광 리소그래피, 극자외선(EUV) 리소그래피, x-선 리소그래피, 이온 빔 리소그래피, 집속 이온 빔(FIB) 리소그래피 및 나노임프린트 리소그래피 등의 리소그래피 방법과, 습식 에칭(등방성, 비등방성), 건식 에칭, 반응성 이온 에칭(RIE), 이온 빔 에칭(IBE), 반응성 이온 빔 에칭(RIBE), 화학 촉진 이온 빔 에칭(CAIBE) 및 화학 기계적 폴리싱(CMP) 등의 제거 방법과, 방사성 처리, 열 애널링, 이온 빔 처리 및 기계적 가공 등의 가공 방법과, 웨이퍼 접착 및 표면 장착 등의 조립법과, 기타 배선 및 접착법을 포함하지만, 그것에 한정되지는 않는다.
실시예들의 많은 변경 및 변형이 상기한 설명을 읽은 당업자들에게 물론 명백할 것이지만, 예로서 보여지고 설명된 특정 실시예는 제한으로 여겨지도록 의도된 것은 아니다. 예로서, 포토닉 결정 결함 공동과 관련된 공진 조건을 조정하여 파장 분할 다중(MDM) 광 신호를 위한 다양한 광 필터링 또는 멀티플렉싱/디멀티플렉싱 방법을 구현할 수 있다.
다른 예로서, 상기한 실시예들 중 하나 이상에서는, 포토닉 결정 구조가, 광학적으로 불활성인 물질을 포함하고, 다른 실시예들에서는, 하나 이상의 전기 및/또는 광학적 제어 신호에 반응해서 변조, 증폭, 필터링, 멀티플렉싱/디멀티플렉싱을 하거나 또는 수평 전파 특성 및/또는 수직 결합 특성을 제어하는데 이용되는 활성 물질이 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 본 발명은 축소되지 않는 하이브리드 광전자 디바이스들과 관련해서 매우 유익하지만, 대형 디바이스뿐만 아니라 전광학적 집적 회로들(예를 들어, 전광학적 컴퓨팅 디바이스)에 쉽게 적용될 수 있다.
또 다른 예로서, 상기한 실시예들 중 하나 이상은 칩 간 광섬유 접속에 대한 필요를 제거하는데 매우 유용하지만, 본 발명의 범위에서 벗어나는 일 없이, 광섬유들은 집적 회로 디바이스에서의 다양한 목적들(예를 들어, 오프-칩 레이저로부터의 고전력 광 캐리어 신호의 유입)을 위해서도 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기한 실시예들 중 하나 이상은 층들이 각각 집적회로 칩들 상에 포함되는 경우에 매우 유용하지만, 본 발명의 범위는, 하나의 층이 하나의 집적 회로 칩 상에 있고, 다른 층이 인쇄 회로 기판 상에 있거나 다른 타입의 후면/패키징 어셈블리 상에 있는 시나리오를 포함한다. 따라서, 기술된 실시예들의 상세의 참조는 그 범위를 한정하도록 의도된 것이 아니다.
Claims (10)
- 집적 회로 층들의 수직 배열을 포함하는 집적 회로 디바이스(102)에서, 제1 집적 회로 층(104)과 제2 집적 회로 층(106) 사이에서 광 신호(S1)를 결합하는 방법에 있어서,상기 제1 집적 회로 층(104)의 포토닉 결정 결함 도파로(photonic crystal defect waveguide)(110)와 포토닉 결정 결함 공동(photonic crystal defect cavity)(112) 사이에서 상기 광 신호(S1)를 순간적으로 결합(evanscently coupling)하는 단계와,상기 포토닉 결정 결함 공동(112)과 상기 제2 집적 회로 층(106)의 광학 개구부(optical aperture)(116) 사이에 배치된 렌즈 요소(lesing element)를 통해 상기 광 신호(S1)를 투사가능하게 결합(projectably coupling)하는 단계를 포함하는방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 광 신호는 상기 제1 집적 회로 층(204)과 상기 제2 집적 회로 층(206) 사이에 배치된 중간층(intervening layer) 내에 위치한 렌즈 요소(222)를 통해 투사되고, 상기 렌즈 요소(222)는 상기 포토닉 결정 결함 공동 및 상기 광학 개구부를 서로의 위에 결상(image)하도록 구성 및 배치되는방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 제1 및 제2 집적 회로 층(104, 106)은 상기 포토닉 결정 결함 공동의 수평 치수보다 짧은 거리만큼 분리되는방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 포토닉 결정 결함 도파로(110) 및 상기 포토닉 결정 결함 공동(112) 중 적어도 하나는 전기적 제어 신호 및 광학적 제어 신호 중 적어도 하나에 의해서 제어되는 활성 물질을 포함하여, 상기 제1 집적 회로 층과 상기 제2 집적 회로 층 간의 상기 광 신호의 상기 결합이 상기 광 신호의 변조, 증폭, 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱 중 적어도 하나를 포함하는방법.
- 광학 개구부(116)를 포함하는 제1 집적 회로 층(106)과,포토닉 결정 결함 도파로(110) 및 포토닉 결정 결함 공동(112)을 포함하는 제2 집적 회로 층(104)과,상기 제 1 집적 회로층과 상기 제 2 집적 회로층 사이에 위치하며 상기 광학 개구부와 상기 포토닉 결정 결함 공동 사이에 위치하는 렌즈 요소를 구비하는 중간층을 포함하되,상기 포토닉 결정 결함 도파로(110)를 따라 진행하는 광 신호(S1)가 상기 포토닉 결정 결함 도파로(110)와 상기 포토닉 결정 결함 공동(112) 사이에서 순간적으로 결합되고 상기 포토닉 결정 결함 공동(112)과 상기 광학 개구부(116) 사이에서 투사가능하게 결합되며,상기 렌즈 요소는 상기 포토닉 결정 결함 공동과 상기 광학 개구부를 서로의 위에 결상하도록 구성되는집적 회로 디바이스.
- 삭제
- 제 5 항에 있어서,상기 제1 및 제2 집적 회로 층(104, 106)은 상기 포토닉 결정 결함 공동의 수평 치수보다 짧은 거리만큼 분리되는집적 회로 디바이스.
- 제 5 항에 있어서,상기 포토닉 결정 결함 도파로(110) 및 상기 포토닉 결정 결함 공동(112) 중 적어도 하나는 전기적 제어 신호 및 광학적 제어 신호 중 적어도 하나에 의해서 제어되는 활성 물질을 포함하여, 상기 광신호가 순간적으로(evanescently) 또는 투사가능하게(projectably) 결합될 때, 상기 광 신호의 변조, 증폭, 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱 중 적어도 하나가 이루어지는집적 회로 디바이스.
- 광학 개구부(116)를 포함하는 제1 집적 회로 층(106)과,포토닉 결정 결함 도파로(110) 및 포토닉 결정 결함 공동(112)을 포함하는 제2 집적 회로 층(104)과,상기 포토닉 결정 결함 도파로(110)와 상기 포토닉 결정 결함 공동(112) 사이에서 상기 포토닉 결정 결함 도파로(110)를 따라 진행하는 광 신호(S1)를 순간적으로 결합하기 위한 수단과,상기 포토닉 결정 결함 공동(112)과 상기 광학 개구부(116) 사이에서 상기 광 신호(S1)를 투사가능하게 결합하는 수단을 포함하는장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 투사가능하게 결합하는 수단은 상기 제1 집적 회로 층(106)과 상기 제2 집적 회로 층(104) 사이에 배치된 중간층 내에 위치하며 상기 포토닉 결정 결함 공동 및 상기 광학 개구부를 서로의 위에 결상하도록 구성되는 렌즈 요소(222)를 포함하는장치.
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