KR20110048579A - Ｐｎ 다이오드를 사용하는 고속 실리콘 광 변조를 위한 방법 및 장치 - Google Patents
Ｐｎ 다이오드를 사용하는 고속 실리콘 광 변조를 위한 방법 및 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110048579A KR20110048579A KR1020117007295A KR20117007295A KR20110048579A KR 20110048579 A KR20110048579 A KR 20110048579A KR 1020117007295 A KR1020117007295 A KR 1020117007295A KR 20117007295 A KR20117007295 A KR 20117007295A KR 20110048579 A KR20110048579 A KR 20110048579A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- region
- optical
- waveguide
- optical waveguide
- heavily doped
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 121
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
- G02F1/025—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
- G02F1/2257—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure the optical waveguides being made of semiconducting material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/12142—Modulator
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
고속 실리콘 광 변조를 위한 방법 및 장치가 PN 다이오드를 사용하여 설명되었다. 일례에서, 광 도파관은 인접하는 제1 및 제2 도핑된 반도체 영역들을 갖는다. 제1 및 제2 영역들은 반대 도핑 유형들을 갖고 제1 도핑된 영역은 도파관을 통해 수직인 두가지 방향으로 연장한다.
Description
본 발명은 일반적으로 광에 관한 것이며, 더 구체적으로는 본 발명은 실리콘 광 변조기에 관한 것이다.
인터넷 및 네트워크 데이터 트래픽 성장은 광 기반 데이터 통신으로 향한다. DWDM(dense wavelength-division multiplexing) 시스템 및 GBE(Gigabit Ethernet) 시스템에서의 동일한 파이버를 통한 다수의 광 채널의 전송은 파이버 광에 의해 제공되는 더 높은 데이터 용량(신호 대역폭)을 사용하기 위한 간단한 방법을 제공한다. 데이터 통신 시스템에서 일반적으로 사용되는 광 컴포넌트는 WDM(wavelength division multiplexed) 송신기 및 수신기, 회절 격자(diffraction gratings)와 같은 광 필터, 박막 필터, 파이버 브래그(Bragg) 격자, 광도파관열 격자(arrayed-waveguide gratings), 파장선택 광 분파기(optical add/drop multiplexers), 변조기, 레이저 및 광 스위치들을 포함한다.
이러한 많은 빌딩 블록 광 컴포넌트는 반도체 디바이스들로 구현된다. 전기-광 스위칭 디바이스에서, 전압은 디바이스 내에서 전계를 생성하기 위해 디바이스의 선택된 일부에 가해진다. 전계는 디바이스 내에서 선택된 재료의 광 특성을 변경하고 전기-광 효과는 전환 동작을 초래한다. 전기-광 디바이스들은 통상적으로 광 투과성을 가변 전압 광 동작과 결합하는 전기-광 재료를 이용한다. 전기-광 전환 디바이스들에 사용되는 단결정 전기-광 재료의 하나의 통상적 유형은 리튬 니오베이트(LiNbO3)이다. InP 및 GaAs와 같은 Ⅲ-Ⅴ 반도체 화합물은 또한 고속 변조기를 위해 사용된다.
실리콘 광 집적 회로는 원격통신으로부터 칩-대-칩 상호접속에 이르는 범위의 응용을 위한 저가 광-전기 솔루션들을 제공한다. 광 변조기는 모든 광 통신 링크의 주요 컴포넌트이지만, 실리콘으로 고속 광 변조기를 달성하기란 어렵다. 현재, 자유 캐리어 플라즈마 분산 효과는 실리콘에서의 고속 광 변조에 자주 사용된다. 이러한 방식으로, 실리콘 도파관(waveguide)의 자유 캐리어 밀도에서의 변화는 재료의 굴절 지수의 변화를 초래한다. 굴절 지수 변화는 그것을 통하는 빛의 광 위상을 변형시킨다. 이러한 변조가 행해질 수 있는 속도는 얼마나 빠르게 자유 캐리어들이 이동 광 모드에 의해 점유되는 영역, 도파관으로부터 제거되고 주입될 수 있는지에 의해 부분적으로 제한된다.
본 발명은 첨부한 도면에서 제한이 아닌 예시의 방법으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 교시를 따른 위상 변조기의 일 실시예의 단면도이다.
도 2A는 본 발명의 교시를 따른 도 1의 위상 변조기에서 0V를 적용한 굴절 지수의 등고 도면이다.
도 2B는 본 발명의 교시를 따른 도 1의 위상 변조기에서 0.9V를 적용한 굴절 지수의 등고 도면이다.
도 3은 본 발명의 교시를 따른 실시예를 위한 광 빔을 변조하는 광 위상 변조기를 갖는 광 디바이스를 포함하는 시스템을 도시하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 교시를 따른 위상 변조기의 일 실시예의 단면도이다.
도 2A는 본 발명의 교시를 따른 도 1의 위상 변조기에서 0V를 적용한 굴절 지수의 등고 도면이다.
도 2B는 본 발명의 교시를 따른 도 1의 위상 변조기에서 0.9V를 적용한 굴절 지수의 등고 도면이다.
도 3은 본 발명의 교시를 따른 실시예를 위한 광 빔을 변조하는 광 위상 변조기를 갖는 광 디바이스를 포함하는 시스템을 도시하는 도면이다.
다음의 설명에서 수많은 특정한 세부사항들이 본 발명의 철저한 이해를 제공하도록 나열되었다. 그러나, 특정한 세부사항이 본 발명을 시행하기 위해 필수적이지는 않다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 다른 예시에서, 공지의 재료 또는 방법은 본 발명을 불명확하게 하는 것을 피하기 위해 세부적으로 설명되지 않았다.
본 명세서를 통해 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 지칭은 실시예와 연관되어 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 한 실시예에 포함된 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서를 통해 다양한 곳에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 구절의 등장은 항상 동일한 실시예를 지칭할 필요는 없다. 게다가, 특정한 특징, 구조체 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 게다가, 본원에서 제공되는 도면들은 당업자들에게 설명을 위한 것이고 도면들은 실제 비율로 반드시 그려지지 않았다는 것이 이해된다. 추가로, 본원에서 도시되는 특정한 치수, 지수 값, 재료 등은 설명을 위해 제공되며 다른 적절한 치수, 지수 값, 재료 등도 본 발명의 교시를 따라 이용될 수 있다는 것이 이해된다.
본 발명의 일 실시예에서, 광 신호들은 광 도파관으로서 역-바이어스된 pn 다이오드를 사용하여 고속으로 변조될 수 있다. 수평 또는 수직 pn 접합들을 갖는 도파관을 통하는 빛의 전하 캐리어와 광 모드 사이에서 상대적으로 약한 중첩 또는 상호작용이 있다. 이것은 위상 효율을 감소시키는데, 약 1.55㎛의 파장의 빛에 대해 3V.㎝ 보다 못하다. 이러한 설계의 효율은 정밀한 위치 제어로 도파관 내에서 pn 접합을 위치시킴으로써 증가할 수 있다. 그러나, 그러한 정밀 요건은 변조기를 제조하기에 어렵게 한다.
본 발명의 일 실시예에서, pn 다이오드의 형상을 변형시킴으로써, 효율성이 정밀한 위치 제어를 요구하는 것 없이 향상될 수 있다. 예를 들면, Z-형상의 pn 다이오드 설계는 수평 및 수직 방향 모두에서 전하 캐리어 공핍을 제공할 수 있다는 데에 더 효율적이다. 이러한 경우에, 구동 전압을 갖는 전체 공핍 영역 변화는 수평 또는 수직 접합만을 위한 것보다 더 크다. 1.3㎛ 광에 대한 약 1.6V.cm의 위상 변조 효율은 어려움 없이 달성될 수 있다. 후술되는 구성은 리소그래피 등록 제어 상에 엄격한 요구사항 없이 저 에너지 경사 주입을 사용하여 제작될 수 있다.
도 1은 SOI(silicon-on-insulator) 기판 상의 고속 광 변조기(101)의 단면도를 도시한다. 기판은 BOX(buried oxide) 층(107)으로 덮인 실리콘 층(109)을 갖지만, 다른 다양한 층들이 대신 사용될 수 있다. 변조기는 BOX 층(107) 상에 퇴적된 Z-형상 pn 다이오드 설계(103, 105)를 사용하고, 여기서 pn 접합(147)은 광 도파관(127)의 에지 근처이다. 도 1에서 n-도핑된 실리콘 영역(103)을 참조하여, 좌측 상부는 중앙 리지(129)의 상부에 걸쳐 뻗어있고, Z의 중앙부는 중앙 리지의 우측을 따라 밑으로 뻗어있고, Z의 하부는 중앙 리지로부터 우측으로 수평하게 연장되는 글자 Z를 닮은 형상을 갖는다.
pn 다이오드는 외부 접속을 위한 2개의 금속 콘택트(117, 119)를 갖는다. 도 1에 도시된 pn 다이오드의 좌측 상의, 하나의 금속 콘택트(117)는 비아(151)를 통해 콘택트에 접속되는 금속 패드(142)를 통해 고농도 p 도핑된(p++) 영역(141)에 결합된다. 도 1에 도시된 pn 다이오드의 우측 상의, 다른 금속 콘택트(119)는 비아(153)를 통해 콘택트에 접속되는 금속 패드(144)를 통해 고농도 n 도핑된(n++) 영역(143)에 결합된다. 고농도 도핑된 영역(141, 143)은 pn 다이오드(105, 103)에 매입된다. 좌측 고농도 도핑된 p++ 영역은 다이오드의 p-형 영역(105)에 매입되고 우측 고농도 도핑된 n++ 영역은 다이오드의 n-형 영역(103)에 매입된다.
중앙 리지를 포함하는 도파관(127)은 두 영역 사이에서 대략 중앙에 위치한다. 중앙 리지는 BOX 층으로부터 수직으로 위를 향해 연장한다. pn 다이오드는 이러한 중앙 리지뿐 아니라 리지 아래와 중앙 리지의 양쪽의 비아들 아래의 수평한 층을 채우기 위해 형성된다. 예를 들면 p-형 수평 층에 n-형 리지를 제공하는 대신, 도 1의 예에서, p-형 영역은 p++ 영역으로부터 중앙 리지에 걸쳐 수평으로 또한 중앙 리지까지 수직으로 연장한다. pn 다이오드의 n-형 부분은 n++ 영역으로부터 p-형 영역으로 수평하게 영역을 채운다.
도 1의 예시에서 도시된 바와 같이, n-형 영역은 또한 중앙 리지의 주위를 점유하는데, 이것이 본 발명에 필수적이지는 않다. 이러한 구성은 먼저 p-도핑을 수행하고 도파관의 주위와 우측의 n-도핑된 영역에 n-도핑 영역을 생성함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, n-도핑 영역이 먼저 형성되고 그 후에 도파관의 주위에 p-도핑 영역이 생성될 수 있다. 도시된 예에서, 그 전이는 도파관의 중앙 리지의 상부 근처에서의 수평적 또는 측면적 연장 또는 이동 및 중앙 리지의 우측을 따른 수직적 연장 또는 이동을 갖는다. 즉, 광 빔은 2개의 수직 면들 상에서 pn 접합을 경험한다. 그 결과, 수평과 수직으로 연장함으로써, pn 접합은 많은 다른 설계보다 도파관의 더 많은 부분을 채운다.
도 1의 도파관은 0.4㎛ 폭, 0.4㎛ 높이, 및 0.15㎛ 슬랩(slab)을 갖도록 설계될 수 있다. 특정한 치수가 특정한 환경에 맞도록 적응될 수 있다.
더욱 구체적으로 도 1을 고려하면, 광 도파관(127)은 pn 접합 인터페이스(147)에서 공핍 영역(133)을 갖고, 이는 수직과 수평 모두로 연장한다. pn 접합에서의 공핍 폭은 도핑 밀도 프로필과 인가된 외부 전압 모두에 의존한다. 공핍 폭은 외부 구동 전압이 인가되었을 때 증가한다. 따라서, pn 접합을 포함하는 도파관에서의 전하 밀도는 본 발명의 교시를 따라 pn 접합에 인가되는 RF(radio frequency) 소스(145)에 따라 변화한다. 예를 들면, n-형 및 p-형 도핑 때문에 공핍 영역(133)에는 실질적으로 자유 전하 캐리어들이 없지만, 공핍 영역(133)의 외부에는 자유 전하 캐리어들이 있다.
도시된 예에서 보여지는 바와 같이, 광 디바이스(101)는 반대 도핑 유형들을 갖는 반도체 재료의 서로 인접한 영역들(103, 105)을 포함하는 광 도파관(127)을 포함한다. 도시된 예에서, 광 도파관(127)은 립(rib) 영역(129)과 슬랩 영역(131)을 포함하는 립 도파관으로서 도시되었다. 도시된 예에서 볼 수 있는 바와 같이, 광 도파관(127)을 통한 광 빔의 전파 광 모드(121)의 강도는 광 도파관(127)의 립 영역(129)의 "상부 코너"에서 뿐 아니라 슬랩 영역(131)의 "측면들"에서도 매우 작다. 광 빔은 광 도파관(127)을 통해 "페이지로" 전파하는 것으로 도시되었다. 다른 예들에서, 적절한 도파관의 다른 유형들이 사용될 수 있는 것이 이해되어야 한다.
일례에서, 반도체 재료는 실리콘(Si)을 포함한다. 예를 들면, 공핍 영역(133) 외부의 n 형 실리콘에서의 자유 전하 캐리어들이 전자들이고 공핍 영역(133) 외부의 p 형 실리콘에서의 자유 전하 캐리어들이 정공(hole)이 되도록 영역(103)은 n 형 실리콘을 포함하고 영역(105)은 p 형 실리콘을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 반도체 재료는 예를 들면 Ge(germanium), Si/Ge 등과 같은 다른 적절한 유형의 반도체 재료를 포함할 수 있다. 일례에서, 영역들(103, 105)은 영역들(103, 105) 사이의 pn 접합 인터페이스(147)가 내장된(built-in) 전계 때문에 역 바이어스되도록 하는 도핑 농도를 갖는다. 다른 예에서, 영역들(103, 105)의 도핑들의 극성(n과 p)은 본 발명의 교시에 따라 반전될 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 디바이스(101)는 SOI(silicon-on-insulator) 웨이퍼 상에 형성될 수 있고 그러므로 다른 반도체 층(109)과 도핑된 영역들(103, 105)의 반도체 재료 사이에 배치된 매립 산화물 층(107)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 광 디바이스(101)는 또한 도핑된 영역 상에서 광 도파관(127)을 위한 클래딩 재료로서도 제공되는 버퍼 층 절연 재료(123)를 포함한다. 고농도 도핑된 영역(141, 143)은 광 도파관(127)을 통한 광 모드(121)의 광 경로의 외부에 있다. 고농도 도핑된 영역(141, 143)을 광 도파관(127)을 통한 광 모드(121)의 광 경로의 외부에 배치함으로써 광 손실이 감소한다. 고농도 도핑된 영역들(141, 143)은 광 도파관(127)을 따라 광 모드(121)의 광 경로 내의 영역들(103, 105)의 도핑 농도 보다 더 높은 도핑 농도를 갖는다.
도시된 바와 같이, 고농도 도핑된 영역들(141, 143)은 대칭적으로 인접해 있고 pn 다이오드 영역들(103, 105)의 각각의 반대 측면들에 결합된다. 광 디바이스(101)는 또한 콘택트 패드들(117, 119)을 포함하고, 이는 각각이 비아들(151, 153)을 통한 버퍼 층 절연 재료(123)를 통해, 각각, 고농도 도핑된 영역들(141, 143)로 결합된다. 도시된 바와 같이, 콘택트(117, 119)는 또한 광 도파관(127)을 통한 광 모드(121)의 광 경로 외부에 위치한다. 예를 들면, 콘택트(117, 119)는 높은 전기적 전도성 및 낮은 저항을 갖는 금속을 포함한다. 일례로서, 콘택트(117, 119)는 본 발명의 교시에 따라 고 주파수 이동 파형 신호 전송을 위해 설계된 금속 전극과 조합되고 접속된다.
설명된 예에서 도시된 바와 같이, 도파관의 일 종단에서의 콘택트(119)의 일 종단은 RF 소스(145)로부터 이동 파형 신호를 수신하도록 결합된다. 도파관의 다른 종단(도시되지 않음)에서의 콘택트(119)의 다른 종단은 그라운드와 같은 기준 전압에 결합된 부하 임피던스 또는 종료 부하로 종료한다. 게다가, 콘택트(117)는 그라운드와 같은 기준 전압에 결합된다. 그 결과, pn 접합의 바이어스 또는 영역들(105, 103) 사이의 인터페이스(147)는 이동 파형 신호(155)를 통해 그리고 고농도 도핑된 영역들(141, 143)을 통해 외부 구동 전압의 인가로 조정된다. 고농도 도핑된 영역들(141, 143)의 더 높은 도핑 농도는 본 발명의 교시들을 따라 동일 평면상의 콘택트들(117, 119)의 전기적 결합을 향상시켜 반도체 재료 영역(105, 103)을 돕는다. 다른 예에서, RF 신호는 콘택트(117, 119) 사이에서 인가될 수 있다. 이러한 경우에는, pn 접합은 RF 소스로부터 소스 저항과 직렬인 캐패시터로 동작한다.
향상된 전기적 결합은 금속 콘택트 패드들(117, 119)과 반도체 재료 영역들(105, 103) 사이에서 콘택트 저항을 감소시키고, 이는 이동 파형 신호(155)의 RF 감쇠를 감소시킨다. 감소한 콘택트 저항은 본 발명의 교시들에 따라 광 디바이스(101)의 전기적 성능을 향상시킨다. 감소한 RF 감쇠 및 좋은 광 전기적 파형 속도 매칭은 더 빠른 전환 시간들 및 디바이스 속도를 가능하게 한다.
도시된 예에서, 이동 파형 신호(155)는 본 발명의 교시들을 따라 광 도파관(127)의 n과 p 도핑된 영역들(103, 105) 사이에서 pn 접합 인터페이스(147)에서의 공핍 영역(133)의 사이즈 또는 두께를 조정하도록 RF 소스(145)에 의해 콘택트(119)의 하나의 종단에 인가된다. 도시된 바와 같이, 공핍 영역(133)은 광 도파관(127)을 통해 전파되는 광 빔의 광 모드(121)와 중첩된다. 광 파형과 RF 마이크로웨이브 모두는 도파관을 따라 함께 전파된다. RF 위상 속도가 광 그룹 속도와 매치할 때, 광 빔은 인가된 전계에 응답하여 위상 전환을 겪는다. 디바이스 속도는 그러므로 일부 다른 디바이스들에서와 같이 RC 시간 상수에 의해 제한되지 않는다.
콘택트(117, 119)에 결합된 고농도 도핑된 영역들(141, 143)의 각각의 폭, 높이 및 상대적 위치는 속도 매칭을 획득하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, RF 위상 속도는 디바이스 인덕턴스 및 캐패시턴스에 의해 일반적으로 결정된다. 금속 콘택트 구조(geometry) 및 반도체 뿐만 아니라 유전체층 두께를 변화시킴으로써, 인덕턴스 및 캐패시턴스 값들은 변할 수 있고, 차례로 RF 위상 속도는 광 그룹 속도와 매치될 수 있다. 이것은 "실제" 위상 속도 매칭으로 불리운다. 다른 예에서 위상 속도가 예를 들면, 위상 역 전극 설계를 이용하여 "인공적으로" 매치될 수 있다. 게다가, 도핑 분배 및 금속 전극은 작은 RF 감쇠를 획득하도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 이동 파형 구동 방식을 사용하는 것의 이점을 얻기에 6dB이면 충분하다.
외부 구동 전압이 없거나 이동 파형 신호(155)로부터의 외부 구동 전압이 실질적으로 0일 때, 광 도파관(127)의 영역들(103, 105) 사이의 pn 접합 인터페이스(147)에서의 공핍 영역(133)은 도핑된 영역들(103, 105)의 도핑 농도에 의해 초래되는 내장 전계의 결과이다. 그러나, 0이 아닌 외부 구동 전압이 이동 파형 신호(155)를 통해 인가될 때, 광 도파관(127)의 도핑된 영역들(103, 105) 사이의 pn 접합 인터페이스(147)에서의 역 바이어스는 증가하고, 이는 대응하는 공핍 영역(133)이 본 발명의 교시에 따라 실질적으로 더 커지고 두꺼워지게 한다.
캐리어 밀도 변화는 역 바이어스로 pn 다이오드를 동작시킴으로써 광 변조를 위해 사용될 수 있다. 역 바이어스는 캐리어 공핍 모드에 대응한다. 캐리어 공핍은 (정 바이어스에서와 같은) 캐리어 주입을 통한 특정 환경에서 이익을 제공할 수 있다. 캐리어 공핍은 본질적으로 더 빠르고 주입의 일반적으로 느린 캐리어 움직임에 의해 제한받지 않는다.
도 1의 예에서, p-형 Si는 n-형 Si보다 더 낮은 도핑 농도를 갖도록 설계될 수 있다. 따라서, 공핍 폭 변화의 대부분은 도파관의 중심에 가까운 p-형 재료 내부에서 발생한다. 도 1에 도시된 바와 같이, p-형 Si는 도파관의 중심의 대부분을 채운다. p-형 Si 공핍을 갖는 더 나은 모드 중첩은 통상적으로 굴절 지수의 변화의 양을 증가시킨다. 이것은 정공 공핍 때문에 발생하며, 이는 p-형 재료에서 발생하고, 전자 공핍보다 더 큰 굴절 지수 변화를 초래한다. 따라서, 중첩의 정도는 원하는 효과를 달성하기 위해 적응될 수 있다.
Z-형상 pn 접합 설계는 동시적으로 수직과 수평방향 모두에서 Si를 공핍(정공 공핍)시킨다. 이것은 위상 변조 효율성을 향상시키는 광 모드-대-전하 상호작용을 향상시킨다. 그러한 디바이스는 1.3㎛ 파장에서 1.6V/㎝의 효율성과 6dB 변조 깊이에 대해 3dB 보다 작은 광 손실을 가질 수 있다. 그것의 캐리어 움직임에 의해 결정되는 이러한 디바이스의 본질적인 변조 대역폭은 10GHz를 초과할 수 있다.
도 2A 및 2B는 두 콘택트(117, 119)에 걸쳐 인가된 전압에 응답하여 도 1의 pn 다이오드의 굴절 지수를 모델링함으로써 제공되는 등고 도면이다. 도 2A는 0V를 인가했을 때의 결과적인 등고를 도시하며 도 2B는 0.9V 역 바이어스가 인가된 동일한 다이오드를 도시한다. 도 2A와 2B 모두에서, p-도핑된 영역(105)은 좌측 금속 콘택트(142)에 가깝고 도파관으로 수평적으로 연장하는 매우 낮은 굴절 지수를 갖는다. 유사하게 n-도핑된 영역(103)은 우측 금속 콘택트에 가깝고 도파관에 수평으로 연장하는 낮은 굴절 지수(165)를 갖는다. 낮은 지수 영역들 둘 다는, n-도핑된 영역의 낮은 지수 영역이 중앙 리지로 그리고 p-도핑된 영역의 근처로 연장하게 하며, 도파관으로 연장한다.
도파관의 중앙에서는, 대략 높은 굴절 지수 영역(167)이다. 굴절 지수는 중간 지수 영역(169)에서 도시된 바와 같이 급격히 떨어진다. 전압 인가와 함께, 정공들이 급격히 공핍되고 도 2A와 도 2B를 비교함으로써 알 수 있듯이 높은 지수 영역은 도파관으로부터 낮은 지수 영역 및 매우 낮은 지수 영역(163, 165)을 밀어내고 중간 지수 영역(169)의 사이즈를 감소시키며 크게 성장한다. 도시된 바와 같이, 캐리어 농도의 변화는 주로 도파관을 통해 이동하는 광 모드(127)의 중앙에 있다.
도 2A 및 2B의 등고선은 굴절 지수에 대한 실제 값을 도시하지 않는다. 대신, 비율들의 가능한 범위는 0 내지 1의 스케일로 표준화되었다. 이것은 전하들을 공핍시키는 것이 비율을 증가시킨다는 것을 보여준다. 도면에서 보여지는 바와 같이, 0.9V에 대한 등고선은, 0V에 비해, 전하 공핍 때문에 더 높은 굴절 지수를 갖는 도파관의 더 큰 영역을 도시한다. 이러한 변화의 대부분은 도파관 중앙 근처에 있다.
도 1의 변조기의 일시적인 응답 또한 모델링될 수 있다. 모델은 약 30ps의 상승하고 하강하는 시간들을 보여준다. 게다가, 도파관 구조의 수정 및 전극들의 배치는 20GHz를 초과하는 속도로 이러한 디바이스를 스케일링할 수 있다. 10GbE(기가비트 이더넷)와 같은, 10Gbps 동작에서, 이러한 변조기는 1V 미만의 인가 전압으로 약 10mW의 전력을 소비할 것으로 추정된다. 이러한 변조기 성능의 성능은 이러한 디바이스를 고속, 저 손실, 및 통합 I/O와 같은 저 전력 응용에 특별히 적합하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예들을 따라 광 위상 변조기를 포함하는 광 디바이스(185)와 함께 광 송신기(181) 및 광 수신기(189)를 포함하는 시스템의 일 실시예의 블록도를 도시한다. 구체적으로, 도 3은 광 송신기(181) 및 광 수신기(189)를 포함하는 광 시스템(180)을 도시한다. 광 시스템은 송신기와 수신기 사이에서 광 결합된 광 디바이스(185)를 포함한다. 송신기는 광빔(183)을, 예를 들면, 광 디바이스(185)에 의해 수신되는 지속 파형 빔을 송신한다. 광 디바이스는 외부 구동 전압 VD(191)에 응답하여 광 빔(183)의 위상을 전환시키는 도 1의 위상 변조기와 같은 위상 변조기(101)를 포함한다. 도시된 예에서, 광 파이버(187)는 광 디바이스(185)와 광 수신기(189) 사이에 광 결합된다. 출력 광 도파관은 출력(183)에의 광 결합을 향상시키기 위해 광 디바이스에서의 테이퍼들을 포함한다.
반도체-기반 광 진폭 변조기는 도 3에서 도시된 광 디바이스(185)와 같은 광 디바이스를 포함하는 단일 집적 회로 칩 상에 완전히 집적된 솔루션으로 제공될 수 있다. 도 3의 예에서, 광 위상 변조기(101)는 광 디바이스의 2개의 암(arm) 중 하나에 포함된다. 그것은 반도체 재료에 배치된 MZI(Mach-Zehnder) 구성의 연결된 Y-브랜치 결합기들 사이에서 광 결합된다. 동작에서, 광 빔(183)은 광 디바이스의 입력으로 지향되고, 이는 도시된 바와 같이 MZI 구성으로 지향된다. 광 빔은 광 빔의 제1 부분이 MZI 구성의 암들 중 하나를 통해 지향되고 광 빔의 제2 부분이 MZI 구성의 암들 중 다른 하나를 통해 지향되도록 나눠진다. 도시된 실시예에서 보여지는 바와 같이, MZI 구성의 암들 중 하나는 광 위상 전환기 또는 위상 변조기를 포함하고, 이는 외부 구동 전압 VD에 응답하는 광 빔의 제1 및 제2 부분들 사이의 상대적인 위상 차를 조정한다.
광 빔의 제1 및 제2 부분들은 이어서 광 빔이 건설 또는 해체 간섭의 결과로서 MZI 구성의 출력에 변조되도록 반도체 기판에 융합된다. 이상적으로, 수신기에 대한 광 출력은 구동 전압에서의 변화들에 따라 온 및 오프된다. 설명된 실시예에서 위상 변조기는 GbE(Gigabit Ethernet), USB 3(Universal Serial Bus, Version 3), 디스플레이포트 및 다른 고속 데이터 인터페이스들을 위해 충분한 속도로 광 빔을 전환하기에 충분히 빠르게 전압 변화에 응답할 수 있다.
도시된 예에서는, MZI 구성의 암들 중 오직 하나만이 광 위상 변조기를 포함한다. 대안적으로, MZI 구성의 암들 중 양자가 광 위상 변조기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, MZI 구성의 암들 양자에 삽입된 광 위상 변조기들은 밀고-당김 구동 방식을 사용하여 출력에서 12dB 보다 큰 소거율(extinction ratio)을 제공할 수 있다.
전술한 명세서에서, 본 발명의 방법 및 장치는 그것들의 특정한 예시적인 실시예들을 참조로 하여 설명되었다. 그러나, 다양한 수정 및 변환들이 본 발명의 넓은 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 그것에 대해 만들어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 본 명세서 및 도면들은 따라서 제한적이기보다는 설명적으로 간주되어야 한다.
Claims (18)
- 반대 도핑 유형들의 제1 및 제2 도핑된 반도체 영역들을 갖는 광 도파관 - 상기 제1 및 제2 영역들은 접합에서 서로 인접하고, 상기 접합은 상기 도파관을 통해 두가지 상이한 방향으로 연장함 -;
상기 광 도파관의 광 경로 외부에 있는 제1 고농도 도핑된 반도체 영역 - 상기 제1 고농도 도핑된 영역의 내부는 상기 광 도파관의 상기 제1 도핑된 영역에 인접하고 결합되며, 상기 제1 고농도 도핑된 영역은 상기 광 도파관의 상기 광 경로 내의 도핑 농도보다 더 높은 도핑 농도를 가짐 -; 및
상기 광 도파관의 광 경로 외부에 있는 제2 고농도 도핑된 반도체 영역 - 상기 제2 고농도 도핑된 영역의 내부는 상기 광 도파관의 상기 제2 도핑된 영역에 인접하고 결합되며, 상기 제2 고농도 도핑된 영역은 상기 광 도파관의 상기 광 경로 내의 도핑 농도보다 더 높은 도핑 농도를 가짐 -
을 포함하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광 도파관은 슬랩(slab) 영역 및 립(rib) 영역을 갖고, 상기 접합은 상기 두가지 상이한 방향 중 하나로는 상기 슬랩 영역에 걸쳐 그리고 상기 두가지 상이한 방향 중 다른 하나로는 상기 립 영역으로 연장하는 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제1 도핑된 반도체 영역은 실질적으로 상기 도파관을 채우는 장치. - 제2항에 있어서,
상기 두가지 상이한 방향은 상기 도파관에 수평이고 수직인 장치. - 제1항에 있어서,
상기 두가지 상이한 방향은 서로 수직인 장치. - 제1항에 있어서,
상기 접합은 적어도 2개의 측면 상에서 상기 도파관의 주위를 둘러싸는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 접합은 상기 도파관의 상부 및 측부에 걸쳐 연장하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 접합은 Z-형상인 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 도핑된 영역들 사이의 인터페이스에서 상기 도파관 내에 공핍 영역을 더 포함하고,
상기 도파관의 상기 제1 및 제2 도핑된 영역들은 구동 전압이 상기 광 도파관에 외부적으로 인가되는 일 없이 상기 공핍 영역이 존재하도록 하는 각각의 도핑 농도를 갖는 장치. - 제9항에 있어서,
상기 광 도파관의 상기 제1 및 제2 영역들 사이의 상기 인터페이스에서 상기 공핍 영역의 사이즈는 구동 전압이 상기 광 도파관에 외부적으로 인가되는 것에 응답하여 상기 도파관을 더욱 완전히 채우도록 증가하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광 도파관을 따라 배치되고 상기 제1 고농도 도핑된 영역의 외부에 인접하는 제1 버퍼와 상기 제1 버퍼에 인접하는 외부를 갖는 제1 콘택트를 더 포함하고,
상기 제2 고농도 도핑된 영역의 외부는 상기 제1 버퍼에 인접하고, 상기 제1 콘택트는 상기 제1 버퍼에 인접하는 외부를 갖는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 고농도 도핑된 영역에 인접하고 결합된 내부를 갖는 제1 콘택트; 및
상기 제2 고농도 도핑된 영역에 인접하고 결합된 내부를 갖는 제2 콘택트
를 더 포함하는 장치. - 반대의 도핑 유형들의 제1 및 제2 도핑된 반도체 영역을 갖는 광 도파관을 통해 광 빔을 투사하는 단계 - 상기 제1 및 제2 영역들은 접합에서 서로 인접하고, 상기 접합은 상기 도파관을 통해 두가지 상이한 방향으로 연장함 -; 및
상기 광 도파관의 광 경로 외부에 있는 제1 고농도 도핑된 반도체 영역을 통해 상기 제1 및 제2 도핑된 반도체 영역들을 구동하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 고농도 도핑된 영역의 내부는 상기 광 도파관의 상기 제1 도핑된 영역에 인접하고 결합되고, 상기 제1 고농도 도핑된 영역은 상기 광 도파관의 상기 광 경로 내의 도핑 농도보다 더 높은 도핑 농도를 갖고, 상기 광 도파관의 광 경로 외부에는 제2 고농도 도핑된 반도체 영역이 있고, 상기 제2 고농도 도핑된 영역의 내부는 상기 광 도파관의 상기 제2 도핑된 영역에 인접하고 결합되고, 상기 제2 고농도 도핑된 영역은 상기 광 도파관의 상기 광 경로 내의 도핑 농도보다 더 높은 도핑 농도를 가짐으로써, 상기 도파관을 통한 상기 광 빔의 위상을 변조하는 방법. - 제13항에 있어서,
상기 광 도파관은 슬랩 영역 및 립 영역을 갖고, 상기 접합은 한 방향으로는 상기 슬랩 영역에 걸쳐 수평으로 그리고 다른 방향으로는 상기 립 영역으로 수직으로 연장하는 방법. - 제14항에 있어서,
상기 두가지 상이한 방향은 상기 도파관에 수평이고 수직인 것을 포함하는 방법. - 제13항에 있어서,
상기 구동하는 단계는 상기 제1 및 제2 도핑된 영역들 사이의 인터페이스에서 상기 도파관을 번갈아가며 더욱 그리고 덜 완전히 채우도록 공핍 영역의 사이즈를 유도하기 위한 구동 전압을 인가하는 단계를 포함하고,
상기 도파관의 상기 제1 및 제2 도핑된 영역들은 구동 전압이 상기 광 도파관에 외부적으로 인가되는 일 없이 상기 공핍 영역이 존재하도록 하는 각각의 도핑 농도를 갖는 방법. - 광 빔을 생성하는 광 송신기;
상기 광 빔을 수신하도록 광 결합된 광 수신기; 및
상기 광 송신기와 상기 광 수신기 사이에서 광 결합된 광 디바이스
를 포함하고,
상기 광 디바이스는 상기 광 빔의 위상을 변조하도록 광 파이버에 광 결합된 광 위상 변조기를 포함하고, 상기 광 위상 변조기는,
인접하는 제1 및 제2 도핑된 반도체 영역들을 갖는 광 도파관 - 상기 제1 및 제2 영역들은 반대 도핑 유형들을 갖고, 상기 제1 도핑된 영역은 상기 광 도파관을 통해 캐리어 공핍 존을 형성하도록 상기 도파관을 통해 두가지 상이한 방향으로 연장함 -;
상기 광 도파관의 광 경로 외부에 있는 제1 고농도 도핑된 반도체 영역 - 상기 제1 고농도 도핑된 영역의 내부는 상기 광 도파관의 상기 제1 도핑된 영역에 인접하고 결합되며, 상기 제1 고농도 도핑된 영역은 상기 광 도파관의 상기 광 경로 내의 도핑 농도보다 더 높은 도핑 농도를 가짐 -; 및
상기 광 도파관의 광 경로의 외부에 있는 제2 고농도 도핑된 반도체 영역 - 상기 제2 고농도 도핑된 영역의 내부는 상기 광 도파관의 상기 제2 도핑된 영역에 인접하고 결합되며, 상기 제2 고농도 도핑된 영역은 상기 광 도파관의 상기 광 경로 내의 도핑 농도보다 더 높은 도핑 농도를 가짐 -
을 포함하는 시스템. - 제17항에 있어서,
상기 공핍 영역의 사이즈는 상기 제1 및 제2 도핑된 영역들에 인가되는 외부 구동 전압에 응답하여 조정되는 시스템.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/242,454 US7747122B2 (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Method and apparatus for high speed silicon optical modulation using PN diode |
| US12/242,454 | 2008-09-30 | ||
| PCT/US2009/058315 WO2010039594A2 (en) | 2008-09-30 | 2009-09-25 | Method and apparatus for high speed silicon optical modulation using pn diode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110048579A true KR20110048579A (ko) | 2011-05-11 |
| KR101157374B1 KR101157374B1 (ko) | 2012-06-20 |
Family
ID=42057580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020117007295A KR101157374B1 (ko) | 2008-09-30 | 2009-09-25 | Ｐｎ 다이오드를 사용하는 고속 실리콘 광 변조를 위한 방법 및 장치 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7747122B2 (ko) |
| EP (1) | EP2350716A4 (ko) |
| KR (1) | KR101157374B1 (ko) |
| CN (1) | CN102165346B (ko) |
| TW (1) | TWI434086B (ko) |
| WO (1) | WO2010039594A2 (ko) |
Families Citing this family (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG176537A1 (en) * | 2009-06-22 | 2012-01-30 | Agency Science Tech & Res | A phase shifting device and a method for manufacturing the same |
| US8548281B2 (en) * | 2009-09-08 | 2013-10-01 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Electro-optic modulating device |
| GB2477131A (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-27 | Univ Surrey | Electro-optic device |
| GB2477935A (en) * | 2010-02-17 | 2011-08-24 | Univ Surrey | Electro-optic device with a waveguide rib |
| US9568750B2 (en) | 2012-04-13 | 2017-02-14 | Skorpios Technologies, Inc. | Hybrid optical modulator |
| US8889447B2 (en) | 2012-06-21 | 2014-11-18 | International Business Machines Corporation | Double layer interleaved p-n diode modulator |
| US9684194B2 (en) * | 2012-08-14 | 2017-06-20 | University Of Southampton | Method for making electro-optical device |
| SG2013082102A (en) | 2012-11-05 | 2014-06-27 | Agency Science Tech & Res | Method for forming an optical modulator |
| JP2014096458A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | V Technology Co Ltd | 光インターコネクション装置 |
| US10025120B2 (en) | 2012-12-13 | 2018-07-17 | Luxtera, Inc. | Method and system for a low parasitic silicon high-speed phase modulator having raised fingers perpendicular to the PN junction |
| JP5413865B1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-02-12 | 株式会社フジクラ | 光導波路素子及び光変調器 |
| US9541775B2 (en) * | 2013-03-19 | 2017-01-10 | Luxtera, Inc. | Method and system for a low-voltage integrated silicon high-speed modulator |
| US10048518B2 (en) | 2013-03-19 | 2018-08-14 | Luxtera, Inc. | Method and system for a low-voltage integrated silicon high-speed modulator |
| JP2016524722A (ja) * | 2013-05-14 | 2016-08-18 | コリアント・アドヴァンスド・テクノロジー・エルエルシー | 空乏モードシリコン変調器のための超応答移相器 |
| US10120212B2 (en) * | 2013-05-14 | 2018-11-06 | Elenion Technologies, Llc | Optical modulator |
| US10222677B2 (en) | 2014-02-24 | 2019-03-05 | Rockley Photonics Limited | Optoelectronic device |
| US10928659B2 (en) | 2014-02-24 | 2021-02-23 | Rockley Photonics Limited | Optoelectronic device |
| CN106461985B (zh) * | 2014-05-30 | 2021-06-01 | 华为技术有限公司 | 电光调制器 |
| US10027420B2 (en) * | 2014-06-26 | 2018-07-17 | Luxtera, Inc. | Method and system for a silicon-based optical phase modulator with high modal overlap |
| US9612459B2 (en) * | 2014-07-01 | 2017-04-04 | Laxense Inc. | Silicon optical modulator using asymmetric shallow waveguide and the method to make the same |
| US9323079B1 (en) | 2015-01-26 | 2016-04-26 | Laxense Inc. | Optical device having electro-optic silicon modulator on large core fin waveguide and method to make the same |
| US10678115B2 (en) * | 2015-03-05 | 2020-06-09 | Rockley Photonics Limited | Waveguide modulator structures |
| US11054674B2 (en) * | 2018-10-24 | 2021-07-06 | Rockley Photonics Limited | PN-junction phase modulator in a large silicon waveguide platform |
| US10921616B2 (en) | 2016-11-23 | 2021-02-16 | Rockley Photonics Limited | Optoelectronic device |
| WO2016139484A1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-09 | Rockley Photonics Limited | Waveguide modulator structures |
| US10216059B2 (en) | 2015-03-05 | 2019-02-26 | Rockley Photonics Limited | Waveguide modulator structures |
| US11150494B2 (en) | 2015-03-05 | 2021-10-19 | Rockley Photonics Limited | Waveguide modulator structures |
| WO2016149524A1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | California Institute Of Technology | Bandwidth enhancement technique using inductive peaking |
| US9523870B2 (en) * | 2015-04-07 | 2016-12-20 | Futurewei Technologies, Inc. | Vertical PN silicon modulator |
| US20160306256A1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | Chen-Kuo Sun | Method for configuring an optical modulator |
| US20160313577A1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-10-27 | Laxense Inc. | Dual-junction optical modulator and the method to make the same |
| JP2017072808A (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 株式会社フジクラ | 半導体光導波路、半導体光変調器、及び半導体光変調システム |
| US10466515B2 (en) | 2016-03-15 | 2019-11-05 | Intel Corporation | On-chip optical isolator |
| JP6457440B2 (ja) | 2016-07-06 | 2019-01-23 | 株式会社フジクラ | 光変調器および光変調素子の製造方法 |
| US20180059446A1 (en) * | 2016-08-29 | 2018-03-01 | Woosung Kim | Optical iso-modulator |
| US9696604B1 (en) * | 2016-09-09 | 2017-07-04 | Inphi Corporation | Method for forming a self-aligned Mach-Zehnder interferometer |
| US11101256B2 (en) | 2016-11-23 | 2021-08-24 | Rockley Photonics Limited | Optical modulators |
| GB2559458B (en) | 2016-12-02 | 2020-06-03 | Rockley Photonics Ltd | Waveguide device and method of doping a waveguide device |
| CN110325900B (zh) | 2016-12-02 | 2023-11-17 | 洛克利光子有限公司 | 波导光电器件 |
| GB2576652B (en) | 2017-07-05 | 2021-12-22 | Rockley Photonics Ltd | Optoelectronic device |
| JP6983590B2 (ja) * | 2017-09-08 | 2021-12-17 | 技術研究組合光電子融合基盤技術研究所 | 光変調器及びその製造方法 |
| FR3076916B1 (fr) * | 2018-01-15 | 2020-09-04 | St Microelectronics Crolles 2 Sas | Modulateur de phase electro-optique |
| EP3518280B1 (en) * | 2018-01-25 | 2020-11-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electronic product having embedded porous dielectric and method of manufacture |
| US11422394B2 (en) * | 2018-01-26 | 2022-08-23 | Ciena Corporation | Silicon-based modulator with optimized longitudinal doping profiles |
| US10241354B1 (en) * | 2018-03-14 | 2019-03-26 | International Business Machines Corporation | Electro-optic modulator with a periodic junction arrangement |
| CN108490650B (zh) * | 2018-04-09 | 2020-04-24 | 中国科学院半导体研究所 | 周期性交错波导结构、以及电光调制结构和mzi结构 |
| US10642077B1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-05-05 | Elenion Technologies, Llc | Lateral MOSCAP phase adjuster |
| US10845669B2 (en) * | 2019-02-08 | 2020-11-24 | Ii-Vi Delaware Inc. | Vertical junction based silicon modulator |
| US11588302B2 (en) * | 2019-06-21 | 2023-02-21 | Seagate Technology Llc | Optical switches |
| US10866440B1 (en) * | 2019-07-17 | 2020-12-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Optical modulator and package |
| US11307481B2 (en) | 2019-09-11 | 2022-04-19 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Silicon-based optical modulator |
| CN112652674B (zh) | 2019-10-11 | 2022-08-19 | 苏州旭创科技有限公司 | 一种波导式光电探测器 |
| CN110993708B (zh) * | 2019-11-26 | 2021-03-30 | 三明学院 | 一种具有电流放大作用的硅光电探测器 |
| US11360368B2 (en) | 2020-08-21 | 2022-06-14 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Semiconductor electro-optical modulator |
| JP2022189578A (ja) * | 2021-06-11 | 2022-12-22 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光デバイス及び光通信装置 |
| WO2023238403A1 (ja) * | 2022-06-10 | 2023-12-14 | 日本電信電話株式会社 | 光変調器 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2348293A (en) * | 1999-03-25 | 2000-09-27 | Bookham Technology Ltd | Optical phase modulator |
| DE10237763B4 (de) * | 2002-08-17 | 2006-01-12 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung unlösbarer stoffschlüssiger Verbindungen von Bauteilen aus oxid-dispergierten-(ODS)-metallischen Werkstoffen durch Verschweißen und durch das Verfahren hergestellte Bauteile |
| US6845198B2 (en) * | 2003-03-25 | 2005-01-18 | Sioptical, Inc. | High-speed silicon-based electro-optic modulator |
| US6954558B2 (en) * | 2003-06-24 | 2005-10-11 | Intel Corporation | Method and apparatus for phase shifting an optical beam in an optical device |
| US7006717B2 (en) * | 2004-02-10 | 2006-02-28 | Intel Corporation | Method and apparatus for polarization insensitive phase shifting of an optical beam in an optical device |
| CN100472279C (zh) * | 2004-08-16 | 2009-03-25 | 卢森特技术有限公司 | 高速半导体波导移相器 |
| US7421200B2 (en) * | 2004-12-09 | 2008-09-02 | Intel Corporation | Reduced loss ultra-fast semiconductor modulator and switch |
| US20060133754A1 (en) | 2004-12-21 | 2006-06-22 | Vipulkumar Patel | Ultra low-loss CMOS compatible silicon waveguides |
| US7280712B2 (en) * | 2005-08-04 | 2007-10-09 | Intel Corporation | Method and apparatus for phase shifiting an optical beam in an optical device |
| US20070280309A1 (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Ansheng Liu | Optical waveguide with single sided coplanar contact optical phase modulator |
-
2008
- 2008-09-30 US US12/242,454 patent/US7747122B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-09-25 CN CN2009801374485A patent/CN102165346B/zh active Active
- 2009-09-25 WO PCT/US2009/058315 patent/WO2010039594A2/en active Application Filing
- 2009-09-25 EP EP09818301.5A patent/EP2350716A4/en not_active Withdrawn
- 2009-09-25 KR KR1020117007295A patent/KR101157374B1/ko active IP Right Grant
- 2009-09-29 TW TW098132981A patent/TWI434086B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI434086B (zh) | 2014-04-11 |
| US7747122B2 (en) | 2010-06-29 |
| CN102165346A (zh) | 2011-08-24 |
| US20100080504A1 (en) | 2010-04-01 |
| WO2010039594A3 (en) | 2010-07-08 |
| WO2010039594A2 (en) | 2010-04-08 |
| TW201027153A (en) | 2010-07-16 |
| EP2350716A4 (en) | 2013-06-19 |
| EP2350716A2 (en) | 2011-08-03 |
| CN102165346B (zh) | 2013-08-14 |
| KR101157374B1 (ko) | 2012-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101157374B1 (ko) | Ｐｎ 다이오드를 사용하는 고속 실리콘 광 변조를 위한 방법 및 장치 | |
| US7127129B2 (en) | Method and apparatus for phase shifting an optical beam in an optical device | |
| US8488917B2 (en) | Electro-optic modulator | |
| US7280712B2 (en) | Method and apparatus for phase shifiting an optical beam in an optical device | |
| US20070280309A1 (en) | Optical waveguide with single sided coplanar contact optical phase modulator | |
| CN100422794C (zh) | 用于在具有光子晶体晶格的光学器件中调制光束的方法和装置 | |
| US7184613B2 (en) | Phase shifting optical device with dopant barrier | |
| CN105044931A (zh) | 硅基集成化的差分电光调制器及其制备方法 | |
| US20040160658A1 (en) | Method and apparatus for phase shifting an optical beam in an optical device | |
| US6801676B1 (en) | Method and apparatus for phase shifting an optical beam in an optical device with a buffer plug | |
| US20110255823A1 (en) | Slotted optical waveguide with electro-optic material | |
| US6876050B2 (en) | Method and apparatus for forming a capacitive structure including single crystal silicon | |
| US6600864B2 (en) | Method and apparatus for switching an optical beam using an optical rib waveguide | |
| CN101458402B (zh) | Soi衬底cmos工艺电光调制器 | |
| US6870969B2 (en) | Method and apparatus for phase shifting and optical beam in an optical device with reduced contact loss | |
| US7142761B2 (en) | Method and apparatus for isolating an active region in an optical waveguide | |
| CN115755442A (zh) | 一种基于波导上硫化锑的o波段多模干涉型硅基光开关 | |
| US11982919B2 (en) | Mach-Zehnder type optical modulator | |
| Liu et al. | High-speed silicon modulator for future VLSI interconnect | |
| US6798964B2 (en) | Method and apparatus for modulating an optical beam in an optical device | |
| CN114089549A (zh) | 一种行波电极调制器及光子集成芯片 | |
| KR20110027549A (ko) | 전기-광학 변조 소자 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150529 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160527 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170601 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180529 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190530 Year of fee payment: 8 |