TW557584B - Electro-optic structure and process for fabricating same - Google Patents

Description

557584 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本案曾於2000年9月26日在美國以專利申請案號09/669602 提出申請 發明之領域 本發明係概括關於電光學結構及裝置，以及關於其一種 製造方法，尤指一種改進之電光學結構及一種將電光學結 構與矽裝置及電路單片式整合之方法。 發明之背景 通常，通訊系統將資訊自一地點傳輸至另一地點。資訊 常由電磁載波予以載送，其頻率可自幾百萬赫（MHz)至數百 兆赫（THz)不等。一般而言，光學通訊系統使用在電磁頻譜 可見或近紅外線區域之高載波頻率（例如100 THz)。 波導管用以控制波諸如光波及其他電磁波之方向。在最 簡單形式，一波導管包括一心層，至少部份被一折射率低 於心層者之包覆層所包圍。波行進通過心層，反射離開包 覆層。如果包覆層具有折射率高於心層，波將會僅只被吸 收至包覆層中，並且將不行進通過心層。 I尼酸魏鋇（strontium barium niobate，簡稱SBN)為強力光 折射材料，並且在最近幾年，由於其在電光學，全息儲存 體，空間光調變器，熱電檢測器，表面聲波裝置及束引導 之可能應用，而甚受人們注意。SBN波導管示與積體光學 系統及其他微型化裝置之高度相容性。 因為可利用廉價，高品質單晶矽基板，絕大多數半導體 個別裝置及積體電路，係至少部份自矽製成。 SBN之有用特性與半導體電路之組合也合乎需要。如果可 O:\73\73834-920808 DOC\ 4 - 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 557584 A7 B7 五、發明説明（2 ) 在矽基板製成SBN波導膜，這將有助於在積體光學裝置與 微電子裝置間之間隙跨接。如果可在一大塊晶圓諸如矽晶 圓實現高品質單晶材料之波導膜，便可達成一種利用矽及 波導材料之最佳特性之積體裝置結構。另外，該組合可導 致新型電光學及微電子裝置，改進現有之裝置，及降低其 製造成本。 人們曾作各種嘗試，將SBN膜整合在大塊基板。例如， SBN膜在MgO (氧化鎂）基板之組合，由於MgO之較低折射 率導致0.5之折射率差異，而示某種益處。然而，供整合目 的，矽基板遠較為合乎需要。 X L Guo等人所作之另一嘗試，’’Pulsed Laser Deposition of SrxBai_xNb2〇6/MgO Bilayered Films on Si Wafer in Waveguide Form，’’J.Phys.D ·· Appl. Phys. 29，1996 年， 1632-35頁，闡示一種在p-型矽晶圓製造SBN/MgO雙層膜之 方法。雙層膜示SBN膜之一種多晶增長及MgO緩衝層之高 度紋理結構增長。然而，如X L Guo等人所承認，所產生之 多晶結構不如單晶結構合乎需要，並因此將要另外致力改 進SBN膜之結晶性。 因之，需要一種具有高品質單晶特徵之電光學結構。特 別是，需要一種與矽基電路單片式整合之電光學結構，其 中該結構為高品質單晶材料。 附圖之簡要說明 在附圖中意在作為實例而非限制例示本發明，其中相同 參考圖號指示相似元件，以及在附圖中： O:\73\73834-920808 DOC\ 4 - 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂 線 557584 A7 B7 五、發明説明（3 ) 圖1 ’ 3及5在剖面略示根據本發明各種不同實施例之波導 管結構； 圖2以曲線例示最大可獲得膜厚度與主晶及增長結晶上層 間之晶格失配間之關係；以及 圖4及6在剖面略示根據本發明各種不同實施例之波導管 結構之頂視圖。 精於此項技藝者將會察知，元件在圖中予以例示為供簡 單明晰’並且不一定依比例繪製。例如，在圖中有些元件 之尺寸可能相對於其他元件加大，以有助於改進瞭解本發 明之實施例。 附圖之詳細說明 圖1在剖面略示一根據本發明實施例之波導管結構2〇之一 部份。結構20包括一單晶基板22，一包含一種單晶材料之 容納緩衝層24，一單晶材料之底包覆層26，一單晶材料之 心層28，及一單晶材料之頂包覆層3〇。在此一方面，，，單晶，， 一詞將具有在半導體業界所常使用之意義。該詞將指一種 單曰曰或5際為一種單晶之材料，並將包括具有相對少數缺 Ρθ之材料堵如^見於矽或鍺或矽及鍺混合物之基板，以 及常見於半導體業界之此等材料之蟲晶層之錯位及類似缺 陷。 根據本1明之#貫施例，結構也包括一位於基板22 與谷納、、爱衝層24間之非晶質中間層32。非晶質中間層有助 於減輕在容納緩衝層之應變，並因此，有助於高結晶品質 容納緩衝層之增長。 O:\73\73834-920808 DOC\ 4 X 297公釐） -6 - 557584 五、發明説明（4 :::發明之實施例，基板22為一單晶半導體晶圓，較 為大直控。晶®可為-種來自„表之IV類組之材料， =且較佳為-種來自IVA類組之材m组半導體材料之 只例包括梦，冑，混合切及錯，混合切及碳，混合之 矽，錯及碳，及類似材料。基板22較佳為一切或錯之晶 ® ’並且最佳為-如在半導體業界所使用，具有直徑約 200-300毫米之高品質單晶矽晶圓。 谷、’内、、爰衝層24較佳為一種就其與下面基板及與覆蓋化合 物半導體材料之結晶相容性所選擇之單晶氧化物材料。例 如，材料可為一種具有晶格結構實際與基板及與隨後施加 之包覆層材料匹配之氧化物。適合容納緩衝層之材料包括 金屬氧化物諸如鹼土金屬鈦酸鹽，並且一般可包括至少二 不同金屬元素。在有些特定應用，金屬氧化物可包括三或 更多不同金屬元素。 包覆層及層26，28及30之心層材料，可依需要選擇供特 足波導管結構。要獲得總或至少實際總内部反射，心層28 係以一種具有折射率不同於用以形成頂及底包覆層3〇及26 之材料之材料形成。更特別是，心層2 8之折射率大於頂及 底包覆層30及26之折射率，其可適當以相同材料形成。根 據一種例證性實施例，選擇供心層28之材料具有折射率ηι ’及選擇供頂及底包覆層30及26之材料分別具有折射率“ 及 n3 ’ 其中 及 110113。 根據本發明之一種實施例，心層28以及包覆層26及30為 高光致反應材料，諸如鈮酸鳃鋇（SBN)。每一 SBN層之厚度 O:\73\73834-920808 DOQ 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

五、發明説明（5 ) 係依所傳輸能量之特定波長而定。通常光學波導管在電磁 頻譜之可見至近紅外線部位操作。在此實施例，將一有折 射率n3之底包覆層26敷著在緩衝層24上面。包覆層^可為 SBN: 60’其中60標示趣對鎖之比，及〜可等於2 33。將心 層28敷著在底包覆層上面，並且較佳為具有折射率〜高於〜 。心層 28 可為 SBN: 75,¾ 曰 並且ηι可寺於2·35。然後可將頂包 覆層30敷著在心層28上面。在此實施例之一特定方面，頂 包覆層30為與底包覆層26相同材料（亦即沾化6〇 , 1^=2.33)。然而，如以下將更詳細討論，如果周圍媒質具有 折射率低於心層（例如空氣具有折射率等於1}，則不必要將 一另外包覆層敷著在心層上面。 在本發明之又一實施例，包覆層26及3〇為具有折射率178 (n2及n3等於1.78)之氧化鎂（Mg〇)。心層28為§6^^: 50至SBN • 75，並且由於SBN: 75之較高折射率，較佳為SBN: 75。 然而，SBN: 50至SBN: 75適合此實施例，以及先前所討論 之實施例。 此實施例，以及先前所討論之實施例，說明一種對稱組 態’其中包覆層為繞心層”對稱”。然而，請予瞭解，在本 發明範圍内考慮所有組態，對稱及反對稱。如以下將更詳 細討論，反對稱組態包括不為相同折射率之包覆層材料。 例如’底包覆層可具有折射率大於或少於頂包覆層，然而 兴論如何，心層折射率通常高於任一包覆層。 根據本發明之一種實施例，在基板22將非晶質中間層32 增長在基板22與增長容納緩衝層間之介面。非晶質中間層 O:\73\73834-920808 D〇C\ 4 . g _ A4^(21〇X297^*) ---- 557584

32較佳為一種藉基板22之氧化作用所形成之氧化物，並更 佳為在層24之增長期間由一種氧化矽（SiOx)所構成。層32之 厚度為足以減輕歸因於基板22與容納緩衝層24之晶格常數 間失配之應變（一般為在約〇·5_5〇毫微米之範圍）。如本文中 所稱’晶格常數指在表面之平面所測量，一單元之原子間 之距離。如果不藉非晶質中間層減輕此種應變，應變可能 在谷納緩衝層之結晶結構導致缺陷。在容納緩衝層之結晶 結構之缺陷，復將會使得難以在單晶層26，28及3〇達成高 品質結晶結構。 根據本發明之一種實施例，容納緩衝器層24為一 ShBak T1O3之單晶層，其中z為在〇至丨之範圍，以及非晶質中間層 32為一層形成在矽基板與容納緩衝層間之介面之氧化矽 (SiOx)。可選擇z之值為獲得一個或多個晶格常數緊密匹配 Pic後所开^/成包覆層2 6之對應晶格常數。容納緩衝層可具有 少數單層至數百埃（100A)之厚度。通常希望具有容納緩衝 層厚足以使單晶氧化物層與基板隔離，以獲得所希望之電 及光學特性。厚於100毫微米之層通常提供很少另外益處， 同時不必要地增加成本；然而，#果需要，可製成較厚層 :在此實施例，氧化矽之非晶質中間層可具有厚度約05二 愛微米，並且較佳為厚度約1.5-2 5毫微米。 基板22為一單晶基板，諸如一單晶矽基板。單晶基板之 結晶結構特徵為一晶格常數及一晶格取向。以相似方式， 容納緩衝器層24也為一種單晶材料，並且該單晶材料之晶 格特徵為-晶格常數及-結晶取向。容納緩衝層及單晶： O:\73\73834-920808 DOC\ 4

557584 A7 B7 五、發明説明（7 ) 板之晶格常數必須緊密匹配，要不然，必須為致使在一結 晶取向相對於另一結晶取向旋轉時，達成在晶格常數之實 際匹配。在此一方面’’實際等於”及’’實際匹配”二詞，意為在 晶格常數之間具有足夠相似性，以允許在下面層增長高品 質結晶層。 圖2以曲線例示高結晶品質之增長結晶層之可達成厚度之 關係，為主晶與增長結晶之晶格常數間失配之函數。曲線 42例示高結晶品質材料之邊界。曲線42右側之區域表示具 有大量缺陷之層。無晶格失配，理論上可在主晶增長一無 限厚’南品質系晶層。在晶格常數之失配增加時’可達成 高品質結晶層之厚度快速減少。例如，作為一參考點，如 果主晶與增長層間之晶格常數失配超過約2%，便無法達成 超過約20毫微米之單晶磊晶層。 根據本發明之一種實施例，基板22為一（100)或（111)取向 單晶矽晶圓，及容納緩衝層24為一層鈦酸鳃鋇。使鈦酸鹽 材料之結晶取向相對於矽基板晶圓之結晶取向旋轉45° ， 藉以達成此二材料間之晶格常數之實際匹配。在結構包括 非晶質中間層32 (在此實例為一氧化矽層）如果其為足夠厚 度，用以減低在鈦酸鹽單晶層可能起因於在主矽晶圓及增 長鈦酸鹽層晶格常數之任何失配之應變。因此，根據本發 明之實施例，可達成一種高品質，厚單晶鈦酸鹽層。 請再次參照圖1，包覆層26為一層磊晶增長單晶材料，並 且該結晶材料特徵也為一結晶晶格常數及一結晶取向。根 據本發明之一種實施例，層26之晶格常數不同於基板22之 I O:\73\73834-920808 DOC\ 4 - 10 ~ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝

線 557584 一~----一—___ 五、發明説明（8 ) —- 晶格常數。要在此磊晶增長單晶層％達成高結晶品質，容 納緩衝層24必須為高結晶品質。另外，為在層⑽成高处 2品質，主晶（在此情況為單晶容納緩衝層）與增長結晶之結° 日曰日“各系數《間希望實際之匹配。利用適當選擇之材料， 由於增長結晶之結晶取向相對於主晶取向之旋轉，而達成 晶格常數之此種實際匹配。下列實例例示一根據本發明之 一種實施例，供製造波導管結構，諸如圖丨中所示結構之方 法。孩万法由提供一包含碎或鍺之單晶半導體基板開始。 根據本發明之-種較佳實施例，半導體基板為一砍晶圓， 具有一（100)取向。基板較佳為取向在軸線，或至多離軸約 〇,5 。半導體基板之至少一部份有一裸露表面，不過如以 下所說明，基板之其他部份可包含其他結構。在此一方面 裸路一 4意為在基板之部份之表面已予以清潔，以除 去任何氧化物，污染物，或其他外來材料。如人們所熟知 ，裸露矽具有高度反應性，並且容易形成一種自然氧化物 。’’裸露’’ 一詞意為包含此種自然氧化物。也可在半導體基 板故思增長一薄氧化矽，不過此種增長氧化物並非根據本 發明足方法所必不可少。為要磊晶增長一覆蓋單晶基板之 單晶氧化物層，必須首先除去自然氧化物層，以使下面基 板之、、、σ日日…構路出。較佳為藉分子束蟲晶bearn epitaxy，簡稱MBE)實施下列方法，不過根據本發明也可使 用其他系晶方法。在一 MBE裝置首先熱敷著一薄層之鳃， 鋇，鳃及鋇之一種組合，或其他鹼土金屬或鹼土金屬之組 合，藉以可除去自然氧化物。在使用鳃之情形，然後將基 O:\73\73834-920808 D0C\ 4 \ Λ 本紙張尺度適用中國國家標準S) 公f 557584 A7

板加熱至溫度約75(TC ’以導致總與自然氧化砍層反應。總 用乂減低氧化矽，以留下一無氧化矽表面。所獲得之呈現 種有序2x1結構之表面，包括鳃，氧，及矽。有序2χΐ結 構形成一樣板’供有序增長一單晶氧化物之覆蓋層。樣板 &供必要《化學及物理特#[±，以使覆蓋層纟結晶增長形成 晶核。 根據本發明之_種替代性實施例，可將自然氧化碎轉換 並可藉MBE在低溫敷著一種鹼土金屬氧化物，諸如氧化 I氧化鳃鋇，或氧化鋇至基板表面，並且隨後將結構加 熱至級度約750 C ’藉以製備基板表面，以供增長單晶氧化 物層。在此溫度，氧化鳃與自然氧化矽之間發生一種固態 反應，導致減低自然氧化矽，並留下一種有序2χ1結構，而 有t氧，及矽餘留在基板表面。而且，這形成一樣板， 供隨後增長一有序單晶氧化物層。 根據本發明之一種實施例，自基板之表面除去氧化矽後 ，將基板冷卻至溫度在約2〇〇-8〇〇它之範圍，並藉分子束磊 晶在樣板層增長一層鈦酸鳃。在MBE裝置開啟光閘，使鳃 ，鈦及氧源露出，藉以起始MBE方法。鳃及鈦比約為丨：i 。將氧之部份壓力最初設定在一最小值，以在增長速率約 0.3-0.5¾微米，每分鐘增長化學計量鈦酸鳃。在起始增長 鈦酸鳃後，使氧之部份壓力增加高於初始最小值。氧之超 壓力導致在下面基板與增長鈦酸鳃層間之介面增長一非晶 質氧化矽層。氧化矽層之增長起因於氧擴散通過增長鈦酸 銘層’至氧在下面基板之表面與矽反應之介面。鈦酸趣增 裝 訂

O:\73\73834-920808 DOCN 4 -12

本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 557584

t曰处種有序早晶，而結晶取向相對於下面基板之有序2x1 結晶結構旋轅4 $。 姓曰、 。在鈦鉍鳃層否則因為在矽基板與增長 1之阳格$數之小失配而可能存在之應變，在非晶質 氧化矽中間層減輕。 在鈥酸趣層已增長至所希望之厚度後，單晶鈥酸鋰由一 有助f於隨後增長所希望包覆層材料之暴晶層之樣板層予 以加| ^供隨後增長-層8·，敷著1_2原子層之材料， 以开y成Sr_〇接合，藉以終止增長，MBE增長鈦酸鳃單晶 層藉以可予以加蓋。要不然，如果容納緩衝層為鈦酸鋇， 可形成一 Ba-Ο接合。 經形成單晶容納緩衝層24 ,便可形成一單晶波導管。 在一種實施例，藉金屬有機化學蒸敷（metal 〇@心 chemical vapor deposition,簡稱 MOCVD)將一層 SBN: 60敷 著在層24上面，並且較佳為予以軸線取向，以供晶格匹配 。藉相同方法將較佳為SBN: 75之心層28敷著在底包覆層 26上面。在一種對稱組態，以相同包覆層材料包圍心層， 在該情形，可將SBN: 60之包覆層30敷著在心層上面。心 層及包覆層厚度根據導入至波導管（心層）之光之波長而有所 變化。 圖3以剖面例示一根據本發明另一實施例之波導管結構4〇 之一部份。除了省略頂包覆層外，結構40為相似於先前所 說明之波導管結構20。如先前所討論，較佳為以一種具有 折射率低於心層之材料或物質包圍心層。結構40包括一有 折射率之心層28及一有折射率以之底包覆層26，其中 O:\73\73834-920808 D0C\ 4 - 13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 557584

m>n3。在反對稱系統，頂及底包覆層具有不同之折射率， 或要不然’可整個省略包覆層之一。只要周圍包覆層或媒 質具有折射率低於i，波例如光波，將會繼續橫過心層 ’而很少損失。 在本案實施例之一方面，底包覆層26具有折射率n3，心層 馨 有折射率ηι，及空氣鄰接心層28，其中空氣通常具有 折射率等於1，並且1<ηι>η3。 裝 請予察知，先前所說明之結構2〇及4〇，以及下列結構， 可予以作成圖案及蝕刻。特別是，波導管結構之心層及/或 包覆層，可以一種在+導體業界戶斤熟知之方心作成圖案 及蚀刻。更特別是，在結構中所考慮之層，可作成圖案及 蝕刻，以增強波行進，界定波之輸入及輸出等。 訂 圖4以剖面略示一根據本發明實施例之波導管結構45之頂 =圖部份。除了波導管結構45包括另外元件，以形成一調 變器外，結構45為相似於先前所說明之波導管結構2〇及4〇 線 特別疋，結構45包括一結構46，包括心層及包覆層，及 一（諸）電極47。 外4凋變器一般為在心層之區域導入電荷或場，藉以改 變行進波之特徵。例如，在電壓供給至電極47時，便產生 &制電％。在此實例，一光波（例示為hv)可藉自周圍包覆層 或2氣之内部反射行進通過心層。供給至（諸）電極47之電壓 在行進波之路徑產生一定之電場或電荷。在存在電效應時 ，波特徵改變（調變），因此改變（調變）行進波（例示為^，）之 行進模式，相位等。

557584 A7 「 ___ B7 五、發明説明（彳2 ) 在本案實施例之一方面，在矽基板之至少一部份，使用 半導體業界所常使用之習知矽裝置處理技術，形成短劃線 48所略示之電組件。電組件48如線49所概括例示，予以電 耦合至（諸）電極47。組件48可為一主動半導體組件，適當組 態為提供電信號至（諸）電極47，例如一積體電路諸如CMOS 積體電路。組件48可另外或替代性包括一個或多個被動組 件。一層適當絕緣材料（未示）可覆蓋電組件48，以防止電短 路等。 圖5以剖面略示一根據本發明另一實施例之波導管結構5〇 之一邵份。結構50為相似於先前所說明之結構2〇及45。結 構50包括一適合波行進之心層54。如圖所示，結構5〇包括 一較佳為折射率低於心層54之折射率之頂包覆層。然而， 請予察知，可省略頂包覆層（如圖3中所例示），並且一種具 有折射率低於心層54之適當媒質諸如空氣可鄰接心層。 結構50另包括在一層電介質材料52上面之一個或多個電 極56。在本案實施例之一方面，可如先前供結構2〇，仂及 45所說明形成結構5〇。形成結構5〇之層然後可予以向後蝕 刻，以使基板在不同區域露出。例如，結構5〇可予以向後 蝕刻，除其他層外，形成一包含心層及包覆層之，，台面，，。 然後可將一種電介質物質52敷著在靠近其餘台面之區域 。一種適當電介質包括諸如Si〇2及SiN3等材料。然後可將 (;者）私極56置於（諸）電介質層52上面，並電耦合至台面。在 本案貫施例之又一方面，將一電組件58電耦合至（諸）電極56 ，以提供電荷或場。因此，完全實現氧化物基電光學裝置 O:\73\73834-920808 D〇C\ 4 λ c -15 · k張尺舰财格(2igT^公董)------- 557584 A7 B7 五、發明説明（13 ) 與矽電路之單片式整合。 圖6以剖面略示一根據本發明又一實施例之波導管結構60 之頂視圖。結構60係以任何先前所說明之方法製成，並予 另夕卜製成在一種Mach-Zehnder或類似組態。Mach-Zehnder 干涉儀設計62包括二臂，其導致行進波（例示為hv)劃分， 並沿二完全相同，但隔開之路徑繼續行進。在無外部電壓 時，在Mach-Zehnder干涉儀之二臂之光學場經歷完全相同 之相移，並且建設性干涉。在干涉儀之一臂，可將電壓供 給至可使對應波（概括例示為π調變”光波hv’）相移之一個或 多個電極64。另外相移可能破壞干涉之建設性質，並減低 所傳輸之強度。特別是，在二臂間之相位差等於7Γ (pi)時， 因為在該情形所發生之破壞性干涉，而無光可傳輸。因此 ，調變器之電π切換π特性可控制光或其缺少之量。一至少 部份在結構60之基板（例如矽半導體基板）所形成之電組件66 ，可適當耦合至（諸）電極64，以提供調變所需要之電信號。 以上所說明之方法，例示一種供形成一包括一碎基板， 一覆蓋氧化物層，及單晶心層以及包覆層之波導管結構之 方法，其方便由ΜΒΕ及MOCVD法予以說明。然而，請予察 知，任何以上詳細說明之方法，也可藉化學蒸敷（chemical vapor deposition，簡稱 CVD)，物理蒸敷（physical vapor deposition，簡稱 PVD)，脈動雷射敷著（pulsed laser deposition，簡稱PLD)之方法，或類似方法予以實施。 在以上所述詳細說明，本發明經已參照特定實施例予以 說明。然而，一般精於此項技藝者將會察知，可作成各種 O:\73\73834-920808 D0C\ 4 - 16 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 557584 五、發明説明（Μ I改及變化’而不偏離如在以下申請專利範圍所闡示本發 明之範圍。因之，詳細說明及圖式係視為例證性而非限制 性意義’並且所有此等修改均意為包括在本發明之範圍以 内。 以上業經就特定實施例說明種種益處，其他諸多優點， 及問題之解決辦法。然而，所發生或變成較顯著之種種益 處，優點，及問題之解決辦法，以及可導致任何益處，優 點，士解決辦法之任何（諸）元件，不解釋為任何或所有申請 專利範圍之關鍵性，所需要，或必不可少之特色或元件。 —:::所稱，’包含"一詞或其任何其他變化，意為涵蓄 -種非專屬之内含’因而一種過程： -清單元件之裝置，不僅包括此等元包含 白列示或此過程，方法，物σ，切/ %且可包括未明 物抑或裝置所固有之其他元件。 O:\73\73834-920808 D〇C\ G張尺度適用中國國A4規格(210X297破 -17·

Claims (1)

1. ^/584

   化物層間之非晶質層。 申明專利範圍第13項之結構，其中非晶質層 氣化物。 •如申睛專利範圍第14項之結構，其中非晶質層包八— 硬。 3氧 如申請專利範圍第1項之結構，另包含 一種波調變結構，包含：一單晶半導體基板； 一形成覆蓋基板之單晶氧化物層； 一形成在氧化物層上面之單晶心層； 一形成靠近心層之單晶包覆層；以及 一與心層電連通之電極。 如申請專利範圍第17項之結構，其中基板包含矽。 19·如申請專利範圍第17項之結構，其中氧化物層包含 選自由鹼土金屬鈦酸鹽所組成類組之氧化物。2〇·如申請專利範圍第19項之結構，其中氧化物層包4 SrzBai-ZTi〇3，其中z為自0至1之範圍。 Q 1 1 •如申睛專利範圍第17項之結構，包含一種對稱組態。 22·如申請專利範圍第17項之結構，包含一種反對稱組態。 23·如申請專利範圍第以項之結構，另包含一至少部份在基 板之電裝置，其中該裝置予以電耦合至電極。 24·如申請專利範圍第23項之結構，其中該裝置包含一矽基 裝置。 25.如申請專利範圍第24項之結構，其中該裝置包含一 14. 15 16,17. 18 O:\73\73834-920808 D〇C\ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 包含 種 化 波調變器 種 裴 訂 線 557584 A8 B8 C8 D8

   、申請專利範圍 CMOS 〇 26·=料利範圍第17項之結構，另包含—在單晶基板及 早曰日氧化物層之介面之非晶質氧化物層。 一種製造波導管結構之方法，包含下列步騾·· 提供一單晶半導體基板； 形成一覆蓋基板之單晶氧化物層； 形成一在氧化物層上面之心層；以及 形成一至少部份圍繞心層之包覆層。 Μ.如申請專利範圍第27項之方法，其中形成單晶氧化物層 <步驟’包含藉-種選自由分子束蟲晶，化學蒸敷，物 理蒸敷，及脈動雷射敷著所組成類組之方法磊晶辩 化物層。 ^虱 29·如申請專利範圍第27項之方法，其中形成單晶氧化物層 足步驟，包含磊晶增長一層，包含内含SrzBaizTi〇3之層 ’其中z為自〇至1之範圍。 Θ 30·如申請專利範圍第27項之方法 管之步驟。 3 1 ·如申請專利範圍第27項之方法 導管之步驟。 32.如申請專利範圍第π項之方法 包含敷著一層i尼酸總鋇（SBN)。 33·如申請專利範圍第32項之方法 ，" ㈣〜少哪，係 一選自由金屬有機化學蒸敷，脈動雷射敷著，化取节 及分子束麻晶所組成類組之方法。 π 27 另包含形成一對稱波導 另包含形成一反對稱波 其中形成一心層之步驟 其中敷著之步驟， 係藉 O:\73\73834-920808DOC\ 5 -3 - 本泜張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ 297公釐） 557584 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 34·如申請專利範圍第32項之方法，其中形成一心層之步驟 另包含軸線取向，以使心層及下面層晶格匹配。 3 5.如申請專利範圍第27項之方法，其中形成一包覆層之步 驟包含敷著一層鈮酸鳃鋇（SBN)。 36. 如申請專利範圍第27項之方法，其中形成一包覆層之步 驟包含形成一單晶包覆層。 37. 如申請專利範圍第28項之方法，其中形成一包覆層之步 驟包含： 在氧化物層上面形成一底包覆層；以及 在心層上面形成一頂包覆層， 從而包覆層實際包圍心層。 38. 如申請專利範圍第37項之方法，其中形成一頂包覆層另 包含形成一對稱結構。 39. 如申請專利範圍第27項之方法，另包含形成一波調變器 與心層電連通之步騾。 40. 如申請專利範圍第39項之方法，其中形成一波調變器之 步驟包含形成一 Mach-Zehnder干涉儀。 41. 如申請專利範圍第39項之方法，其中形成一波調變器之 步驟包含： 向後I虫刻層使基板露出，以形成一台面，其中台面包 含心層及包覆層； 在向後蝕刻區域敷著一種電介質材料；以及 在電介質材料上面形成一電極。 ! 42.如申請專利範圍第41項之方法，其中敷著一種電介質材 O:\73\73834-920808 DOC\ 5 - 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 557584 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 料之步驟包含敷著氧化矽或氮化矽之一。 43.如申請專利範圍第41項之方法，另包含下列步驟： 至少部份在基板形成一電裝置；以及 將裝置電耦合至電極。 44·如申請專利範圍第43項之方法，其中形成之步驟包含至 少部份在基板形成一矽基積體電路。 45·如申請專利範圍第27項之方法，其中形成一心層之步騾 包含形成一單晶心層。 O:\73\73834-920808 DOC\ 5 - 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)