TWI770610B - 相移元件及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種光學相移元件包含絕緣層上的肋狀波導部分，具有 p-n接面或p-i-n接面的波導部分在縱向方向上延伸且具有一高度。一對板狀部分鄰近於波導部分安置，一個板狀部分在肋狀波導部分的每一側上且在絕緣層上。板狀部分具有比肋狀波導部分中的相應摻雜濃度更高的摻雜濃度。每一板狀部分的至少一部分具有隨著與波導部分的距離而增加的高度，其中板狀高度小於波導部分與板狀部分之間的接面處的波導部分的高度。一對接觸部分經形成為鄰近於相應板狀部分且更遠離波導部分。每一接觸部分的一部分亦可具有隨著與波導部分的距離而變化的高度。

Description

相移元件及其製作方法
本發明實施例是關於相移元件及其製作方法。
在一些光子積體電路中，波導是以肋狀物或通道結構的形式形成。具有次微米(sub-micron)尺寸的矽波導可限制諸如用於資料或電信中的紅外光。形成p-n接面或p-i-n接面的具有p型摻雜部分及n型摻雜部分的波導可充當相移部分。將電場施加於p-n接面或p-i-n接面可形成耗乏區及積聚/注入區。此相移部分的光學折射率視載子濃度(例如耗乏或積聚)而變化，從而通過相移部分誘發在波導中傳播的光的相位偏移。可採用此類移相器(phase shifter)經由相移光的建設性及破壞性干涉來調變光透射。
根據本發明的一些實施例，一種相移元件包括：絕緣層；以及半導體波導層，安置於所述絕緣層上。所述半導體波導層包括：波導部分，具有p-n接面或p-i-n接面，所述p-n接面或所述p-i-n接面包括沿第一方向相對於彼此安置的p摻雜部分及n摻雜部分，所述p摻雜部分及所述n摻雜部分各自具有一區域，所述 區域具有沿實質上平行於所述絕緣層並垂直於所述第一方向的第二方向上的第一尺寸，及沿實質上垂直於所述絕緣層及所述第一方向的第三方向上的第二尺寸；以及一對板狀部分，各自鄰近於所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者且自所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者延伸，且具有實質上平行於所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的區域的橫截面區域，所述橫截面區域隨著與沿所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的距離而在尺寸上發生變化，鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述p摻雜部分的所述板狀部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述n摻雜部分的所述板狀部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。
根據本發明的一些實施例，一種相移元件包括：平面絕緣層，定向於第一方向上；以及半導體波導層包括：所述波導部分，具有在實質上垂直於所述第一方向的縱向方向上延伸的肋狀結構且包括p-n接面或p-i-n接面，所述p-n接面或所述p-i-n接面包括安置於所述絕緣層上並沿第二方向相對於彼此安置的平面p摻雜部分及平面n摻雜部分，所述p摻雜部分及n摻雜部分各自在所述第一方向上具有一高度；一對板狀部分，各自安置於所述絕緣層上且鄰近於所述第二方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者且自所述第二方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者延伸，在所述第二方向上具有一寬度 且在所述第一方向上具有一高度，所述高度隨著與所述波導部分的距離而變化，鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述p摻雜部分的所述板狀部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述n摻雜部分的所述板狀部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度；以及一對接觸部分，各自安置於所述絕緣層上且鄰近於遠離所述第二方向上的所述波導部分的所述一對板狀部分中的對應一者且自遠離所述第二方向上的所述波導部分的所述一對板狀部分中的對應一者延伸，鄰近於所述p摻雜板狀部分的所述接觸部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜板狀部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述n摻雜板狀部分的所述接觸部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜板狀部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。
根據本發明的一些實施例，一種相移元件的製作方法，所述方法包括：在半導體基底的頂表面中形成一對通道，所述頂表面界定實質上垂直於所述頂表面的第一方向，所述通道實質上彼此平行且沿平行於所述頂表面的縱向方向延伸，所述通道藉由所述基底的細長部分所分隔，所述細長部分實質上在所述縱向方向上延伸且在實質上垂直於所述第一方向及所述縱向方向的第二方向上具有一寬度，所述通道中的每一者具有隨著在所述第二方向上與所述基底的所述細長部分的距離而變化的一深度；藉由使用p型摻雜劑摻雜所述基底的所述細長部分的一部分及使用n型摻雜劑摻雜所述基底的所述細長部分的另一部分，以在所述基底的所述細長部分中形成p-n接面或p-i-n接面，使用所述p型摻雜 劑摻雜的所述部分在所述第二方向上相對於使用所述n型摻雜劑摻雜的所述部分安置，所述p-n接面或p-i-n接面實質上處於垂直於所述第二方向的平面中；使用p型摻雜劑將所述通道中的第一通道下面的所述半導體基底的至少第一部分摻雜至比所述基底的所述細長部分中的p摻雜部分中的濃度更高的濃度；以及使用n型摻雜劑將所述通道中的第二通道下面的所述半導體基底的至少第一部分摻雜至比所述基底的所述細長部分中的n摻雜部分中的濃度更高的濃度。
100、200、300:波導結構
102:基底層
104:絕緣層
106:波導部分
206、306:半導體波導層
212、216、222、226:第一部分
210、214、220、224:第二部分
218、318:p摻雜部分
228、328:n摻雜部分
232:p側板狀物
234:n側板狀物
236:p側接觸部分
238:n側接觸部分
240:p側通道
250:n側通道
330:未摻雜部分
400:流程圖
402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、430、432、434、436、438、440、442、444、446、448、450、452、454、456、458、460、462、464、466、468、470、472、474:製程步驟
610:基底
620:頂部矽層
630、730、1010、1110、1310、1410、1510、1710:光阻/光阻層
640、650:凹槽
710:襯墊氧化物層
720:硬式罩幕
910:矽部分
1040、1050:通道
1660、1760:頂表面
h:標稱橫截面高度
w:標稱橫截面寬度
結合附圖閱讀以下詳細描述會最佳地理解本發明的各態樣。應注意，根據業界中的標準慣例，各種特徵未按比例繪製。事實上，為論述清楚起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。另外，圖式說明為本發明的實施例的實例且並不意欲為限制性的。
圖1是根據一些實施例的光子積體電路的波導結構的透視圖。
圖2是根據一些實施例的波導結構的橫截面圖。
圖3是根據一些實施例的另一波導結構的橫截面圖。
圖4是根據一些實施例的用於製作波導結構的方法的流程圖。
圖5是根據一些實施例的用於製作波導結構的方法的流程圖的接續。
圖6A至圖6C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟402、製程步驟404以及製程步驟406處的部分形成波 導結構的橫截面圖。
圖7A至圖7C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟408、製程步驟410以及製程步驟412處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖8A至圖8C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟414、製程步驟416以及製程步驟418處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖9A至圖9C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟420、製程步驟422以及製程步驟424處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖10A至圖10C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟426、製程步驟428以及製程步驟430處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖11A至圖11C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟432、製程步驟434以及製程步驟436處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖12A至圖12C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟438、製程步驟440以及製程步驟442處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖13A至圖13C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟444、製程步驟446以及製程步驟448處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖14A至圖14C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟450、製程步驟452以及製程步驟454處的部分形成 波導結構的橫截面圖。
圖15A至圖15C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟456、製程步驟458以及製程步驟460處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖16A至圖16C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟462、製程步驟464以及製程步驟466處的部分形成波導結構的橫截面圖。
圖17A至圖17C是根據一些實施例的分別在圖4及圖5中概述的製程步驟468、製程步驟470以及製程步驟472處的部分形成波導結構的橫截面圖。
以下揭露內容提供用於實施所提供主題的不同特徵的許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置的特定實例以簡化本發明。當然，這些組件及配置僅為實例且並不意欲為限制性的。舉例而言，在以下描述中，第一特徵在第二特徵上方或上的形成可包含第一特徵及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可包含額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本發明可在各種實例中重複圖式元件符號及/或字母。此重複是出於簡單及清晰的目的，且本身不規定所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，為易於描述，在本文中可使用諸如「在...之下(beneath)」、「在...下方(below)」、「下部(lower)」、「在...上方(above)」、「上部(upper)」以及類似者的空間相對術語，以描述 如諸圖中所說明的一個元件或特徵相對於另一(些)元件或特徵的關係。除圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋元件在使用或操作中的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應地進行解譯。
在一些光子積體電路中，波導是以肋狀物(rib)或通道結構的形式形成。由於核心材料(例如約n=3.47的矽)與包覆層(例如約n=1.45的二氧化矽)之間的強光學折射率對比度，具有次微米尺寸的矽波導可限制紅外光，例如波長大於約700奈米的光。矽波導可用於資料通信(λ~1310奈米)及電信(λ~1550奈米)。矽波導可具有針對單模(single-mode)光透射的次微米尺寸，例如約200-300奈米的高度及約370-470奈米的寬度。
形成p-n接面或p-i-n接面的具有p型摻雜部分及n型摻雜部分的波導可充當移相器。將電場施加於p-n接面或p-i-n接面可形成耗乏區及積聚/注入區。載子耗乏或注入可在矽波導p-n接面或p-i-n接面變為耗乏或積聚時形成。波導的此相移部分的光學折射率視載子濃度(例如耗乏或積聚)而變化，從而經由相移部分誘發在波導中傳播的光的相位偏移。可採用此類移相器經由相移光的建設性及破壞性干涉來調變光透射。
上文所描述的p-n或p-i-n接面波導可為形成於絕緣基底上且在經引導光的標稱方向(nominal direction)上延伸的肋狀結構。肋狀結構可形成於在絕緣層上方的半導體層(例如矽)中形成(例如蝕刻)的一對通道之間。通道在標稱地垂直於其長度(例如垂直於波導內的光的標稱傳播方向)的方向或「橫截面」方向 上彼此分隔。肋狀結構具有自絕緣層的一定高度或厚度，所述絕緣層諸如內埋絕緣體，在某些實例中為內埋氧化物層，有時稱作BOX層。通道之下的半導體區有時稱作「板狀物(slabs)」且在絕緣層上方具有一高度或厚度，所述厚度有時稱作板狀物厚度，在某些情況下小於肋狀部分的厚度。在橫截面方向上的通道的外部，半導體高度或厚度可與肋狀物的高度或厚度相同。在一些實例中，在橫截面方向上的通道外部的移相器的半導體材料的部分為重摻雜的，一側為p型，另一側為n型。通道的板狀部分以減小濃度或中等濃度摻雜；針對鄰近於重n型摻雜部分為n型的，且針對鄰近於重p型摻雜部分為p型的。通常，鄰近於橫截面方向上的n型摻雜通道的肋狀物的一半為在更進一步減小濃度或低摻雜程度或濃度下的n型摻雜。橫截面方向上的肋狀物的另一半為在低摻雜濃度下的p型摻雜，且肋狀物形成p-n接面。在一些情況下，少於一半的肋狀物為n型摻雜的，且少於一半的肋狀物為p型摻雜的，但兩者均鄰近於通道，在橫截面方向上的低摻雜n型部分與低摻雜p型部分之間形成肋狀物的固有(intrinsic)(例如未摻雜)部分，從而形成p-i-n接面。
在設計及製作半導體波導時，人們通常必須在某些效能參數之間進行折衷的平衡及處理。舉例而言，為了在具有較小彎曲半徑的波導中實現具有低光透射損失的顯著或可接受的光限制，波導通道的板狀部分應足夠薄。同時，波導的相移部分的p-n接面或p-i-n接面的電阻隨著厚度減小而增加，從而限制了移相器的速度。因此，板狀物的厚度為提高移相器速度同時使得透射損失減至最小(及減小彎曲半徑及因此元件大小)的波導設計的態 樣。
在一些實施例中，相移元件或移相器包含基底、基底上方的絕緣層以及絕緣層上方的半導體波導層。在一些實例中，基底為半導體基底，諸如矽基底。在一些實例中，絕緣層為半導體的氧化物層；實例包含氧化矽層，諸如內埋氧化物(buried oxide；BOX)層。在一些實例中，半導體波導層包含其中光受限制的p-n或p-i-n接面部分(共同地，「波導部分」)。波導部分可為在縱向方向上延伸並具有寬度及高度的肋狀結構，其中橫跨肋狀結構的寬度形成p-n接面或p-i-n接面。
在一些實例中，半導體波導層更包含多個板狀部分，一個板狀部分鄰近於波導部分的每一側，其中通道形成於波導部分的每一側與對應鄰近板狀部分之間。每一板狀部分具有自BOX層的頂部至板狀部分的表面的一厚度，且所述厚度隨著與波導部分的距離而變化。換言之，每一通道的深度隨著與波導部分的距離而變化。在一些實施例中，每一板狀部分的厚度隨著與波導部分的距離而單調(monotonically)遞增，且通道的深度隨著與波導部分的距離而單調遞減。在一些實施例中，每一板狀部分的厚度隨著與波導部分的距離而線性(linearly)增加，且通道的深度隨著與波導部分的距離而線性減小。厚度(或深度)的變化可採取其他形式，諸如厚度的逐步(stepwise)變化。在一些實施例中，每一板狀部分的最大厚度可小於波導部分的高度。
在一些實施例中，接觸部分鄰近於相應板狀部分安置，每一接觸部分在相應板狀部分的與波導部分的相對側上。每一接觸部分可具有隨著與波導部分的距離而變化的厚度。在一些實施 例中，每一接觸部分的厚度隨著與波導部分的距離而單調遞增。在一些實施例中，每一接觸部分的厚度隨著與波導部分的距離而線性增加。厚度的變化可採取其他形式，諸如厚度的逐步變化。在一些實施例中，每一接觸部分的最大厚度可實質上與波導部分的高度相同。
波導部分連續地在波導部分的寬度方向或通道分隔方向上包含第一摻雜半導體部分(諸如p摻雜半導體部分)及第二摻雜半導體部分(諸如n摻雜半導體部分)，藉此形成p-n接面。在某些其他實施例中，波導部分連續地在波導部分的寬度方向上包含第一摻雜半導體部分(諸如p摻雜半導體部分)、未摻雜半導體部分以及第二摻雜半導體部分(諸如n摻雜半導體部分)，藉此形成p-i-n接面。
在一些實施例中，不管波導結構是否包含p-n接面或p-i-n接面，波導部分的每一側上的板狀部分及接觸部分均為具有與鄰近於板狀部分的波導部分中的摻雜半導體部分相同的摻雜類型(p型或n型)的摻雜半導體部分。在波導結構的每一側上，接觸部分可具有比波導結構中的摻雜半導體部分更高的摻雜程度，且板狀部分可具有介於接觸部分及摻雜半導體部分的摻雜程度中間的摻雜程度。
在一些實施例中，一種用於製作光學元件的方法包含以下步驟：(a)在具有一表面且在絕緣層上方具有一厚度的半導體層基底中形成一對實質上平行通道，所述一對通道實質上沿平行於半導體層的表面的縱向方向延伸且在實質上垂直於縱向方向的通道分隔方向上藉由在通道分隔方向上具有一寬度的肋狀部分所 分隔，所述一對通道中的每一者沿通道分隔方向具有可變深度，所述一對通道中的每一者將肋狀部分與鄰近於通道的半導體部分所分隔；(b)在通道分隔方向上橫跨肋狀部分形成p-n接面或p-i-n接面，所述p-n接面或p-i-n接面具有帶有第一p型摻雜劑濃度的p摻雜部分及帶有第一n型摻雜劑濃度的n摻雜部分；在鄰近於肋狀部分的p摻雜部分的通道下面的半導體層的至少一部分中形成具有比肋狀部分中的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度的p摻雜板狀部分，及在鄰近於肋狀部分的n摻雜部分的通道下面的半導體層的至少一部分中形成具有比肋狀部分中的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度的n摻雜板狀部分；以及(c)形成鄰近於p摻雜板狀部分且具有比p摻雜板狀部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度的p摻雜接觸部分，以及鄰近於n摻雜板狀部分且具有比n摻雜板狀部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度的n摻雜接觸部分。
轉至本發明中的更具體實例，如圖1中所示，根據本發明的一個態樣的波導結構(100)包含基底層(102)及安置於基底層(102)的頂部上的絕緣層(104)以及安置於絕緣層(104)的頂部上的實質上限制經引導光的波導部分(106)。在此實例中，波導部分(106)標稱地在縱向方向z上延伸，且在實質上垂直於縱向方向及絕緣層(104)的方向y上具有標稱橫截面高度h，及在實質上垂直於y及z的方向x上具有標稱橫截面寬度w。波導結構(100)更包含在波導部分(106)兩側上的具有可變厚度的板狀部分以及接觸部分(圖1中未展示，而是更詳細地展示於圖2及圖3中，如下文所論述)。
在一些實施例中，波導結構(100)的所有上述部件由單件半導體製成，諸如單晶矽，或更具體言之，單晶晶圓。在一個實例中，晶格經定向為使得縱向方向z標稱地在矽的<0 1 -1>方向上，絕緣層(104)所處的平面標稱地定向於<1 0 0>方向(y)上，且沿肋狀的波導部分(106)的寬度的方向x標稱地為<0 1 1>方向。在此實例中，絕緣層(104)為藉由例如氧離子植入技術形成的BOX層。在此實例中，藉由將一對通道蝕刻至矽晶圓表面而形成波導部分(106)。將通道分隔的矽變成肋狀結構，所述肋狀結構在適當摻雜之後變成波導部分(106)。每一通道下面的矽的至少一部分在適當摻雜之後變成板狀部分。且藉由每一板狀部分與波導部分(106)分隔開的矽的至少一部分在適當摻雜之後變成接觸部分。
進一步參看圖2，圖2為波導結構(200)的橫截面圖，波導結構(200)實質上與圖1中所說明的波導結構(100)相同，但圖2包含組件的更詳細說明。在此實例中，波導部分(106)為安置於絕緣層(104)的頂部上的半導體波導層(206)的一部分，且包含p摻雜部分(218)及n摻雜部分(228)，從而在兩個部分之間的界面處形成p-n接面，所述p-n接面實質上處於y-z平面中。在此具體實例中，絕緣層(104)為BOX層，但可為任何合適的絕緣層。在此實例中，基底層(102)為矽，但可為用於絕緣層(104)的任何合適的支撐結構。p摻雜部分具有p摻雜劑濃度；n摻雜部分具有n摻雜劑濃度。
p側通道(240)經界定(例如藉由蝕刻)為鄰近於波導部分(106)的p摻雜側；n側通道(250)經界定(例如藉由蝕刻) 為鄰近於波導部分(106)的n摻雜部分。p側板狀物(232)由p側通道(240)下面的矽形成且為p摻雜的，且具有比波導部分(106)的p摻雜部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度。舉例而言，p側板狀物(232)可為p+摻雜的(亦即，具有中高p摻雜劑濃度)。n側板狀物(234)由n側通道(250)下面的矽形成且為n摻雜的，且具有比波導部分(106)的n摻雜部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。舉例而言，n側板狀物(234)可為n+摻雜的(亦即，具有中高n摻雜劑濃度)。
p側接觸部分(236)由在p側板狀物(232)的與波導部分(106)的相對側上鄰近於p側板狀物(232)的矽形成。p側接觸部分(236)為p摻雜的，且具有比p側板狀物(232)的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度。舉例而言，p側接觸部分(236)可為p++摻雜的(亦即，具有重p摻雜劑濃度)。n側接觸部分(238)由在n側板狀物(234)的與波導部分(106)的相對側上鄰近於n側板狀物(234)的矽形成。n側接觸部分(238)為n摻雜的，且具有比n側板狀物(234)的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。舉例而言，n側接觸部分(238)可為n++摻雜的(亦即，具有重n摻雜劑濃度)。
板狀部分(p側板狀物232、n側板狀物234)中的每一者在絕緣層(104)上方(亦即，在y方向上)具有可變厚度。在圖2中所示的實施例中，p側板狀物(232)具有鄰近於波導部分(106)的p摻雜部分的第一部分(216)以及鄰近於第一部分(216)的第二部分(214)。第一部分(216)具有實質上恆定厚度，而第二部分(214)具有隨著與波導部分(106)的距離而實質上線性 增加的厚度。類似地，且在此實例中對稱地，n側板狀物(234)具有鄰近於波導部分(106)的n摻雜部分的第一部分(226)以及鄰近於第一部分(226)的第二部分(224)。第一部分(226)具有實質上恆定厚度，而第二部分(224)具有隨著與波導部分(106)的距離而實質上線性增加的厚度。儘管在此實例中板狀部分(p側板狀物232、n側板狀物234)的表面的輪廓為逐段線性的，但可使用具有可變厚度的板狀物的其他輪廓。實例包含始終線性的(linear)、弧形的(curved)以及步進的(stepped)。
在一些實施例中，接觸部分(236、238)中的每一者在絕緣層(104)上方(亦即，在y方向上)具有可變厚度。在圖2中所示的實施例中，p側接觸部分(236)具有鄰近於p側板狀物(232)的第一部分(212)以及鄰近於第一部分(212)的第二部分(210)。第一部分(212)具有隨著與波導部分(106)的距離而實質上線性增加的厚度，而第二部分(210)具有實質上恆定厚度。類似地，且在此實例中對稱地，n側接觸部分(238)具有鄰近於n側板狀物(234)的第一部分(222)以及鄰近於第一部分(222)的第二部分(220)。儘管在此實例中接觸部分(236、238)的表面的輪廓為逐段線性的，但可使用其他輪廓。實例包含始終平坦(亦即，恆定厚度)線性的、弧形的以及步進的。
總之，波導部分(106)、板狀物(p側板狀物232、n側板狀物234)以及接觸部分(236、238)的橫截面輪廓界定通道(240、250)的橫截面輪廓。在此實例中，通道(240、250)的橫截面輪廓為梯形(trapezoidal)，但可界定諸如三角形或弧形的其他形狀。
在一些實施例(諸如圖3中所說明的實施例)中，可構建p-i-n接面以形成波導部分(106)。在此實例中，波導部分(106)為安置於絕緣層(104)的頂部上的半導體波導層(306)的一部分，且包含p摻雜部分(318)、n摻雜部分(328)以及p摻雜部分(318)與n摻雜部分(328)之間的未摻雜(固有)部分(330)，藉此分別在未摻雜部分(330)與摻雜部分(318、328)之間的界面之間形成p-i-n接面。界面實質上平行於y-z平面。在此實例中，波導結構(300)另外實質上與圖2中所說明的波導結構相同。
在一些實施例中，半導體波導結構可由圖4的流程圖(400)及圖5中概述及圖6至圖17中所說明的製程或類似製程製得。針對每一步驟，諸如光阻沉積及移除、襯墊氧化物沉積及移除、硬式罩幕沉積及移除、矽蝕刻(包含非等向性蝕刻)以及矽摻雜，可使用諸如熟知半導體製造製程的任何合適的製程。
首先(製程步驟402及圖6A)，在絕緣體上矽(silicon-on-insulator；SOI)基底(610)上沉積光阻層(630)，所述基底包含矽基底層(102)、矽基底層(102)的頂部上的氧化物(例如BOX)絕緣層(104)以及頂部矽層(620)。接著(製程步驟404及圖6B)，將光阻(630)圖案化以暴露出待蝕刻的矽層(620)的部分以形成通道(或凹槽)。接著(製程步驟406及圖6C)，執行諸如非等向性蝕刻的蝕刻以形成傾斜表面的一對凹槽(640、650)，亦即具有V形橫截面輪廓的凹槽。舉例而言，如圖6C中所示，具有<1 1 1>及<1 -1 -1>定向的表面的凹槽可藉由<1 0 0>定向的矽表面的非等向性蝕刻而形成。
接著(製程步驟408及圖7A)，移除光阻層(630)且在 經蝕刻矽表面上方沉積襯墊氧化物(或緩衝氧化物)層(710)以為硬式罩幕層的後續沉積作準備。襯墊氧化物層(710)目的是作為降低由於矽的晶體結構與硬式罩幕的晶體結構之間的失配所致的罩幕層中的應力。接著(製程步驟410及圖7B)，在襯墊氧化物層(710)上方沉積諸如SiN罩幕的硬式罩幕(720)。接著(製程步驟412及圖7C)，在硬式罩幕(720)上方沉積厚光阻層(730)。接著(製程步驟414及圖8A)，將光阻層(730)圖案化以用於暴露覆蓋更接近另一凹槽的每一V形凹槽(640、650)的一半的硬式罩幕(720)。接著(製程步驟416及圖8B)，移除經暴露硬式罩幕以暴露下伏襯墊氧化物。接著(製程步驟418及圖8C)，移除經暴露襯墊氧化物以暴露下伏矽層(620)。接著(製程步驟420及圖9A)，執行非等向性蝕刻以移除矽層(620)的部分，從而形成將凹槽(640、650)分隔的矽部分(910)的實質上豎直(亦即，x-或負x-定向)側表面。接著(分別，製程步驟422及圖9B，製程步驟424及圖9C，以及製程步驟426及圖10A)，依序移除厚光阻(730)、硬式罩幕(720)以及襯墊氧化物(710)，從而暴露頂部矽層(620)的整個表面，所述整個表面包含現為梯形輪廓的通道(1040、1050)的表面。將凹槽狀的通道(1040、1050)分隔的矽部分(910)現為肋狀矽部分。
接著(製程步驟428及圖10B)，在頂部矽層(620)的整個表面上方沉積厚光阻層(1010)。接著(製程步驟430及圖10C)，將光阻層(1010)圖案化以暴露肋狀矽部分(910)的一半。接著(製程步驟432及圖11A)，執行n型植入以使用n型摻雜劑摻雜肋狀矽部分(910)的經暴露一半。由此形成n摻雜部分(228)。 接著(分別，製程步驟434及圖11B，製程步驟436及圖11C，以及製程步驟438及圖12A)，移除厚光阻(1010)，在整個表面上方沉積新的厚光阻(1110)，且將光阻(1110)圖案化以暴露肋狀矽部分(910)的另一半。接著(製程步驟440及圖12B)，執行p型植入以使用p型摻雜劑摻雜肋狀矽部分(910)的經暴露一半。由此形成p摻雜部分(218)。接著(製程步驟442及圖12C)，移除光阻層(1110)。
接著(分別，製程步驟444及圖13A，製程步驟446及圖13B，製程步驟448及圖13C，製程步驟以及450及圖14A)，在頂部矽層(620)的整個表面上方沉積厚光阻層(1310)且將厚光阻層(1310)圖案化以暴露鄰近於肋狀矽部分(910)的n摻雜部分的通道(1050)的表面的一部分，執行n型植入以使用n型摻雜劑將經暴露頂部矽部分(620)摻雜至比n摻雜部分(228)中更高的濃度程度，且隨後移除厚光阻(1310)。由此形成n側板狀物(234)。
接著(分別，製程步驟452及圖14B，製程步驟454及圖14C，製程步驟456及圖15A，以及製程步驟458及圖15B)，在頂部矽層(620)的整個表面上方沉積厚光阻層(1410)且將厚光阻層(1410)圖案化以暴露鄰近於肋狀矽部分(910)的p摻雜部分的通道(1040)的表面的一部分，執行p型植入以使用p型摻雜劑將經暴露頂部矽部分(620)摻雜至比p摻雜部分(218)中更高的濃度程度，且隨後移除厚光阻(1410)。由此形成p側板狀物(232)。
接著(分別，製程步驟460及圖15C，製程步驟462及 圖16A，製程步驟464及圖16B，以及製程步驟466及圖16C)，在頂部矽層(620)的整個表面上方沉積厚光阻層(1510)，且將厚光阻層(1510)圖案化以暴露鄰近於n側板狀物(234)的表面以及鄰近於頂部矽層(620)的頂表面(1660)的通道(1050)的表面的一部分，執行n型植入以使用n型摻雜劑將經暴露頂部矽部分(620)摻雜至比n側板狀物(234)中更高的濃度程度，且隨後移除厚光阻(1510)。由此形成n側接觸部分(238)。
接著(分別，製程步驟468及圖17A，製程步驟470及圖17B，製程步驟472及圖17C，以及製程步驟474及圖2)，在頂部矽層(620)的整個表面上方沉積厚光阻層(1710)，且將厚光阻層(1710)圖案化以暴露鄰近於p側板狀物(232)的表面以及鄰近於頂部矽層(620)的頂表面(1760)的通道(1040)的表面的一部分，執行p型植入以使用p型摻雜劑將經暴露頂部矽部分(620)摻雜至比p側板狀物(232)中更高的濃度程度，且隨後移除厚光阻(1710)。由此形成p側接觸部分(236)，且完成圖2中所示的波導結構的製作。
可執行類似製程以制作圖3中所示的波導結構。差別在於，在將光阻(1010)圖案化以暴露肋狀矽部分(910)以用於n型摻雜的步驟(製程步驟430及圖10C)以及將光阻(1110)圖案化以暴露肋狀矽部分(910)以用於p型摻雜的步驟(製程步驟438及圖12A)中，光阻(1010、1110)中的組合開口的寬度小於肋狀矽部分(910)的寬度w，以使得肋狀矽部分(910)的一部分既不接收n型摻雜亦不接收p型摻雜，藉此維持未摻雜。
因此，所揭露實例藉由提供相較於傳統光學移相器的經 減小接觸電阻及經減小透射損失的改良組合而提供一種適用於具有改良頻寬及/或速度的相移操作的半導體波導結構。改良的結果為可實現移相器的更小彎曲半徑，藉此實現需要此彎曲半徑的相移元件(諸如蛇形移相器)的設計及製造。所揭露實例採用可易於使用的方法，諸如熟知半導體製造製程，包含習知CMOS製造製程，且因此可易於實踐所述實例。
根據本發明的一些實施例，一種相移元件包括：絕緣層；以及半導體波導層，安置於所述絕緣層上。所述半導體波導層包括：波導部分，具有p-n接面或p-i-n接面，所述p-n接面或所述p-i-n接面包括沿第一方向相對於彼此安置的p摻雜部分及n摻雜部分，所述p摻雜部分及所述n摻雜部分各自具有一區域，所述區域具有沿實質上平行於所述絕緣層並垂直於所述第一方向的第二方向上的第一尺寸，及沿實質上垂直於所述絕緣層及所述第一方向的第三方向上的第二尺寸；以及一對板狀部分，各自鄰近於所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者且自所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者延伸，且具有實質上平行於所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的區域的橫截面區域，所述橫截面區域隨著與沿所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的距離而在尺寸上發生變化，鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述p摻雜部分的所述板狀部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述n摻雜部分的所述板狀部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜部分的n摻雜劑濃度更高的n摻 雜劑濃度。
在一些實施例中，所述半導體波導層更包括一對接觸部分，所述一對接觸部分各自在所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者的與所述波導部分相對的一側上、鄰近於所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者且自所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者延伸，鄰近於所述p摻雜板狀部分的所述接觸部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜板狀部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述n摻雜板狀部分的所述接觸部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜板狀部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。在一些實施例中，所述接觸部分中的每一者具有實質上平行於所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的區域的橫截面區域，所述橫截面區域隨著與沿所述第一方向的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的距離而在尺寸上發生變化。在一些實施例中，所述波導部分及所述板狀部分安置於所述絕緣層上，其中所述板狀部分中的每一者的所述橫截面區域實質上在所述第三方向上具有一高度，所述高度隨著與所述波導部分的距離而變化。在一些實施例中，所述波導部分、所述板狀部分以及所述接觸部分安置於所述絕緣層上，其中所述板狀部分中的每一者的所述橫截面區域實質上在所述第三方向上具有一高度，所述高度隨著與所述波導部分的距離而變化。在一些實施例中，所述接觸部分中的每一者具有實質上平行於所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的區域的橫截面區域，所述接觸部分中的每一者的所述橫截面區域實質上在所述第三方向上具有一高度，所述高度隨著與所述波導部分的距離 而變化。在一些實施例中，所述波導部分安置於所述絕緣層上並在所述第二方向上延伸且具有自所述絕緣層的一高度，其中所述板狀部分中的每一者安置於所述絕緣層上且具有隨著與所述波導部分的距離而變化的一高度。在一些實施例中，所述板狀部分中的每一者在所述第一方向上具有一寬度，每一板狀部分的高度在鄰近於所述波導部分的位置處小於所述波導的高度且在所述寬度的至少一部分上方隨著與所述波導部分的距離而單調遞增，每一板狀部分的高度從不隨著與所述波導部分的距離而減小。在一些實施例中，所述半導體波導層更包括一對接觸部分，所述一對接觸部分各自安置於所述絕緣層上且在所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者的與所述波導部分相對的一側上、鄰近於所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者且自所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者延伸，鄰近於所述p摻雜板狀部分的所述接觸部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜板狀部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述n摻雜板狀部分的所述接觸部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜板狀部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。在一些實施例中，所述波導部分、所述板狀部分以及所述接觸部分各自為共同單晶半導體的一部分。在一些實施例中，所述絕緣層為由共同單晶半導體形成的內埋氧化物層。
根據本發明的一些實施例，一種相移元件包括：平面絕緣層，定向於第一方向上；以及半導體波導層包括：所述波導部分，具有在實質上垂直於所述第一方向的縱向方向上延伸的肋狀結構且包括p-n接面或p-i-n接面，所述p-n接面或所述p-i-n接面 包括安置於所述絕緣層上並沿第二方向相對於彼此安置的平面p摻雜部分及平面n摻雜部分，所述p摻雜部分及n摻雜部分各自在所述第一方向上具有一高度；一對板狀部分，各自安置於所述絕緣層上且鄰近於所述第二方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者且自所述第二方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者延伸，在所述第二方向上具有一寬度且在所述第一方向上具有一高度，所述高度隨著與所述波導部分的距離而變化，鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述p摻雜部分的所述板狀部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述n摻雜部分的所述板狀部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度；以及一對接觸部分，各自安置於所述絕緣層上且鄰近於遠離所述第二方向上的所述波導部分的所述一對板狀部分中的對應一者且自遠離所述第二方向上的所述波導部分的所述一對板狀部分中的對應一者延伸，鄰近於所述p摻雜板狀部分的所述接觸部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜板狀部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述n摻雜板狀部分的所述接觸部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜板狀部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。
在一些實施例中，所述波導部分的至少一部分及每一板狀部分的至少一部分界定實質上在所述縱向方向上延伸的通道，所述通道在所述第一方向上具有一深度，至所述板狀部分的頂表面的所述深度隨著與所述波導部分的距離而變化。在一些實施例中，所述波導部分的至少一部分、所述板狀部分中的每一者的至 少一部分以及鄰近於所述板狀部分的所述接觸部分中的一者的至少一部分界定實質上在所述縱向方向上延伸的通道，所述通道在所述第一方向上具有一深度，至所述板狀部分的頂表面的所述深度隨著與所述波導部分的距離而變化，且至所述接觸部分的頂表面的所述深度隨著與所述波導部分的距離而變化。在一些實施例中，實質上垂直於所述縱向方向的每一通道的橫截面具有實質上梯形形狀，所述梯形形狀具有至少部分地由界定所述通道的所述板狀部分的頂表面的一部分界定的傾斜側。在一些實施例中，實質上垂直於所述縱向方向的每一通道的橫截面具有實質上梯形形狀，所述梯形形狀具有至少部分地由界定所述通道的所述板狀部分的頂表面的一部分界定及由界定所述通道的所述接觸部分的頂表面的一部分界定的傾斜側。在一些實施例中，所述板狀部分中的每一者包括在所述第一方向上具有實質上均一厚度的第一板狀部分及在所述第一方向上具有可變厚度的第二板狀部分，其中所述接觸部分中的每一者包括在所述第一方向上具有可變厚度的第一接觸部分及在所述第一方向上具有實質上均一厚度的第二接觸部分，所述第二板狀部分及所述第一接觸部分形成具有隨著與所述波導部分的距離而單調遞減的通道深度的所述通道的一部分。
根據本發明的一些實施例，一種相移元件的製作方法，所述方法包括：在半導體基底的頂表面中形成一對通道，所述頂表面界定實質上垂直於所述頂表面的第一方向，所述通道實質上彼此平行且沿平行於所述頂表面的縱向方向延伸，所述通道藉由所述基底的細長部分所分隔，所述細長部分實質上在所述縱向方向上延伸且在實質上垂直於所述第一方向及所述縱向方向的第二 方向上具有一寬度，所述通道中的每一者具有隨著在所述第二方向上與所述基底的所述細長部分的距離而變化的一深度；藉由使用p型摻雜劑摻雜所述基底的所述細長部分的一部分及使用n型摻雜劑摻雜所述基底的所述細長部分的另一部分，以在所述基底的所述細長部分中形成p-n接面或p-i-n接面，使用所述p型摻雜劑摻雜的所述部分在所述第二方向上相對於使用所述n型摻雜劑摻雜的所述部分安置，所述p-n接面或p-i-n接面實質上處於垂直於所述第二方向的平面中；使用p型摻雜劑將所述通道中的第一通道下面的所述半導體基底的至少第一部分摻雜至比所述基底的所述細長部分中的p摻雜部分中的濃度更高的濃度；以及使用n型摻雜劑將所述通道中的第二通道下面的所述半導體基底的至少第一部分摻雜至比所述基底的所述細長部分中的n摻雜部分中的濃度更高的濃度。
在一些實施例中，形成所述一對通道包括非等向性蝕刻所述半導體基底以形成V形橫截面的通道。在一些實施例中，所述相移元件的製作方法更包括：使用p型摻雜劑將所述通道中的所述第一通道下面的所述半導體基底的至少第二部分摻雜至比所述通道中的所述第一通道下面的所述半導體基底的所述第一部分中的濃度更高的濃度；以及使用n型摻雜劑將所述通道中的所述第二通道下面的所述半導體基底的至少第二部分摻雜至比所述通道中的所述第二通道下面的所述半導體基底的所述第一部分中的濃度更高的濃度。
本發明概述各種實施例，從而使得所屬領域中的技術人員可較好地理解本發明的態樣。所屬領域中的技術人員應瞭解， 其可易於使用本發明作為設計或修改用於執行本文中所引入的實施例的相同目的及/或實現相同優點的其他製程及結構的基礎。所屬領域中的技術人員亦應認識到，此類等效構造並不脫離本發明的精神及範疇，且所屬領域中的技術人員可在不脫離本發明的精神及範疇的情況下在本文中作出各種改變、替代以及更改。
100:波導結構
102:基底層
104:絕緣層
106:波導部分
h:標稱橫截面高度
w:標稱橫截面寬度

Claims (10)

  1. 一種相移元件，包括：絕緣層；以及半導體波導層，安置於所述絕緣層上且包括：波導部分，具有p-n接面或p-i-n接面，所述p-n接面或所述p-i-n接面包括沿第一方向相對於彼此安置的p摻雜部分及n摻雜部分，所述p摻雜部分及所述n摻雜部分各自具有一區域，所述區域具有沿實質上平行於所述絕緣層並垂直於所述第一方向的第二方向上的第一尺寸，及沿實質上垂直於所述絕緣層及所述第一方向的第三方向上的第二尺寸；以及一對板狀部分，各自鄰近於所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者且自所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者延伸，且具有實質上平行於所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的區域的橫截面區域，所述橫截面區域隨著與沿所述第一方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的距離而在尺寸上發生變化，鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述p摻雜部分的所述板狀部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述n摻雜部分的所述板狀部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。
  2. 如請求項1所述的相移元件，其中所述半導體波導層更包括一對接觸部分，所述一對接觸部分各自在所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者的與所述波導部分相對的一側 上、鄰近於所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者且自所述第一方向上的所述一對板狀部分中的對應一者延伸，鄰近於所述p摻雜板狀部分的所述接觸部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜板狀部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述n摻雜板狀部分的所述接觸部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜板狀部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度。
  3. 如請求項2所述的相移元件，其中所述接觸部分中的每一者具有實質上平行於所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的區域的橫截面區域，所述橫截面區域隨著與沿所述第一方向的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者的距離而在尺寸上發生變化。
  4. 如請求項1所述的相移元件，其中所述波導部分及所述板狀部分安置於所述絕緣層上，其中所述板狀部分中的每一者的所述橫截面區域實質上在所述第三方向上具有一高度，所述高度隨著與所述波導部分的距離而變化。
  5. 如請求項2所述的相移元件，其中所述波導部分、所述板狀部分以及所述接觸部分安置於所述絕緣層上，其中所述板狀部分中的每一者的所述橫截面區域實質上在所述第三方向上具有一高度，所述高度隨著與所述波導部分的距離而變化。
  6. 如請求項1所述的相移元件，其中所述波導部分安置於所述絕緣層上並在所述第二方向上延伸且具有自所述絕緣層的一高度，其中所述板狀部分中的每一者安置於所述絕緣層上且具有隨著與所述波導部分的距離而變化的一高度。
  7. 一種相移元件，包括： 平面絕緣層，定向於第一方向上；以及半導體波導層，包括：波導部分，具有在實質上垂直於所述第一方向的縱向方向上延伸的肋狀結構且包括p-n接面或p-i-n接面，所述p-n接面或所述p-i-n接面包括安置於所述絕緣層上並沿第二方向相對於彼此安置的平面p摻雜部分及平面n摻雜部分，所述p摻雜部分及n摻雜部分各自在所述第一方向上具有一高度；一對板狀部分，各自安置於所述絕緣層上且鄰近於所述第二方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者且自所述第二方向上的所述p摻雜部分及所述n摻雜部分中的對應一者延伸，在所述第二方向上具有一寬度且在所述第一方向上具有一高度，所述高度隨著與所述波導部分的距離而變化，鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述p摻雜部分的所述板狀部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述p-n接面或所述p-i-n接面的所述n摻雜部分的所述板狀部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜劑濃度；以及一對接觸部分，各自安置於所述絕緣層上且鄰近於遠離所述第二方向上的所述波導部分的所述一對板狀部分中的對應一者且自遠離所述第二方向上的所述波導部分的所述一對板狀部分中的對應一者延伸，鄰近於所述p摻雜板狀部分的所述接觸部分為p摻雜的且具有比所述p摻雜板狀部分的p摻雜劑濃度更高的p摻雜劑濃度，且鄰近於所述n摻雜板狀部分的所述接觸部分為n摻雜的且具有比所述n摻雜板狀部分的n摻雜劑濃度更高的n摻雜 劑濃度。
  8. 如請求項7所述的相移元件，其中所述波導部分的至少一部分及每一板狀部分的至少一部分界定實質上在所述縱向方向上延伸的通道，所述通道在所述第一方向上具有一深度，至所述板狀部分的頂表面的所述深度隨著與所述波導部分的距離而變化。
  9. 如請求項7所述的相移元件，其中所述波導部分的至少一部分、所述板狀部分中的每一者的至少一部分以及鄰近於所述板狀部分的所述接觸部分中的一者的至少一部分界定實質上在所述縱向方向上延伸的通道，所述通道在所述第一方向上具有一深度，至所述板狀部分的頂表面的所述深度隨著與所述波導部分的距離而變化，且至所述接觸部分的頂表面的所述深度隨著與所述波導部分的距離而變化。
  10. 一種相移元件的製作方法，所述方法包括：在半導體基底的頂表面中形成一對通道，所述頂表面界定實質上垂直於所述頂表面的第一方向，所述通道實質上彼此平行且沿平行於所述頂表面的縱向方向延伸，所述通道藉由所述基底的細長部分所分隔，所述細長部分實質上在所述縱向方向上延伸且在實質上垂直於所述第一方向及所述縱向方向的第二方向上具有一寬度，所述通道中的每一者具有隨著在所述第二方向上與所述基底的所述細長部分的距離而變化的一深度；藉由使用p型摻雜劑摻雜所述基底的所述細長部分的一部分及使用n型摻雜劑摻雜所述基底的所述細長部分的另一部分，以在所述基底的所述細長部分中形成p-n接面或p-i-n接面，使用所 述p型摻雜劑摻雜的所述部分在所述第二方向上相對於使用所述n型摻雜劑摻雜的所述部分安置，所述p-n接面或p-i-n接面實質上處於垂直於所述第二方向的平面中；使用p型摻雜劑將所述通道中的第一通道下面的所述半導體基底的至少第一部分摻雜至比所述基底的所述細長部分中的p摻雜部分中的濃度更高的濃度；以及使用n型摻雜劑將所述通道中的第二通道下面的所述半導體基底的至少第一部分摻雜至比所述基底的所述細長部分中的n摻雜部分中的濃度更高的濃度。
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