TWI807389B - 具有標準具補償之高頻寬光子積體電路 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種光子積體電路裝置，其可包括具有不同折射率之一或多個層以引起光學耦合問題及來自層變動之損耗。一材料膜可施加於該光子積體電路之一層以避免此等問題以增大該光子積體電路裝置之光學頻寬且降低對製造及設計程序之敏感度。
Description
本發明大體上係關於光學及電裝置，且更特定言之，本發明係關於具有抗反射塗層之高效及可擴縮光學結構。
一般而言，矽光子積體電路可實施一光學耦合以輸出由電路產生之光、偵測由電路接收之光或否則處理電路內之光。用於建構光子電路之材料之實體性質(例如折射指數)及實體尺寸會導致高效但歸因於製造變動及設計佈局而難以製造之一或若干低效設計。
100:光電裝置
105:印刷電路板(PCB)基板
114:銅柱
115:專用積體電路(ASIC)
116:球柵陣列(BGA)互連件
120:光子積體電路(PIC)
121:光纖
125:外部光源
160:有機基板
200:光子積體電路結構
205:矽層
210:第一氧化物層
215:光柵層
220:第二氧化物層
225:反射鏡
300:光子積體電路結構
305:矽層
310:第一氧化物層
313:抗反射(AR)塗層
315:光柵層
320:第二氧化物層
325:反射鏡層
400:程序架構
402:晶圓A
405:氧化晶圓A
406:弱介面
413:材料薄膜
427:接合結構
444:絕緣體上矽結構
450:晶圓B
500:方法
505:操作
510:操作
515:操作
520:操作
600:方法
605:操作
610:操作
615:操作
620:操作
700:光學收發器
705:整合光子傳輸器結構
710:整合光子接收器結構
以下描述包含依舉例方式繪示本發明之實施例之實施方案之圖之討論。圖式應依舉例而非限制方式理解。如本文中所使用，參考一或多個「實施例」應被理解為描述包含於本發明之至少一實施方案中之一特定特徵、結構或特性。因此，出現於本文中之諸如「在一實施例中」或「在一替代實施例中」之片語描述本發明之各種實施例及實施方案且未全部係指相同實施例。然而，其等亦未必互相排斥。為易於識別任何特定元件或動作之討論，一元件符號中之一或若干最高有效數位係指其中首先引
入元件或動作之圖編號。
圖1係展示根據一些實例性實施例之一光電裝置之一側視圖的一圖式。
圖2係展示根據一些實例性實施例之一實例性光子積體電路結構的一圖式。
圖3係展示根據一些實例性實施例之由晶圓形成之一實例性光子積體電路結構的一圖式。
圖4係展示根據一些實例性實施例之用於製造具有一或多個塗層以增大光學頻寬且降低光學敏感度之光子結構之一程序架構的一代表性圖式。
圖5展示根據一些實例性實施例之用於製造一高光學頻寬光子結構之一方法之一流程圖。
圖6展示根據一些實例性實施例之用於使用具有標準具補償以降低波長及製造敏感度之一高光學頻寬PIC來處理光之方法之一流程圖。
圖7展示根據一些實例性實施例之一實例性光學收發器。
下文係特定細節及實施方案之描述，其包含可描繪下文將描述之一些或所有實施例之圖之一描述及討論本文中所呈現之發明概念之其他潛在實施例或實施方案。下文將提供本發明之實施例之一概述，接著參考圖式來更詳細描述。
在以下描述中，為了說明而闡述諸多特定細節以提供本發明之各種實施例之一理解。然而，熟習技術者應明白，可在無此等特定細
節之情況下實踐本發明之實施例。一般而言，未必詳細展示熟知指示例項、結構及技術。
如所討論，矽光子(SiPh)積體電路可實施一光學耦合以輸出由電路產生之光、偵測由電路接收之光或否則處理電路內之光。在一些實例性實施例中，光學耦合界面定位於矽光子積體電路晶片之邊緣處或矽光子積體電路晶片上之光傳播平面內。在一些實例性實施例中，使光學耦合大致或精確法向於矽光子積體電路晶片中之光傳播平面。在此等方法中，PIC中之光可使用PIC中之一光學組件(諸如一反射鏡及/或一光柵耦合器)來向上或向下轉動。當實施光學轉彎組件時，光學耦合界面之總效率可取決於存在於SiPh IC上之光轉彎組件與界接SiPh IC之組件(例如一光學濾波器、一晶片外雷射、一晶片外偵測器等等)之間的材料之性質(例如厚度、折射率、形狀等等)。SiPh IC可使用絕緣體上矽(SOI)基板來製造，其中埋藏氧化物與矽基板之間的高折射率對比可影響光學耦合界面之總效率。特定言之，例如，光可由矽二氧化物/矽界面反射，且反射會降低耦合效率，提高製程敏感度且限制可用於一給定晶片設計中之頻寬(歸因於降低耦合效率及製造敏感度)。此降低波長效能進一步限制可添加至一晶片(例如(諸如)具有間隔開20nm至40nm之複數個循序信道之一進程分波長晶片)之信道之數目。儘管導引光遠離SOI矽基板之邊緣耦合件或轉彎組件可緩解此等問題，但使光轉彎遠離由於諸多佈局中之一設計限制而非實際的(例如，一邊緣耦合器設計可使光轉彎遠離，然而，邊緣耦合設計具有空間限制及/或可能不是一給定光學結構之較佳佈局，諸如在覆晶PIC中)。
在一些實例性實施例中，多個矽晶圓可經處理以形成具有
一或多個抗反射塗層之一SOI以提高效率且降低結構之製造敏感度。在一實例性處理中，熱氧化一晶圓(晶圓A)之一表面以形成一埋藏氧化物。此外，可經由諸如植入之一程序來在晶圓A之頂部矽中產生一弱化界面。接著，翻轉晶圓A且將其接合至另一晶圓(晶圓B)上。在弱化矽界面處分離接合結構，其留下包括晶圓B之矽基板、來自晶圓A之埋藏熱氧化物及來自晶圓A之一薄裝置矽層(例如，其與諸如有機基板160或光纖121之一裝置界接)之一SOI晶圓。通常使SOI晶圓退火且拋光裝置矽層。
在一些實例性實施例中，將一抗反射(AR)塗層添加於SOI晶圓之埋藏氧化物與矽基板之間。在一些實例性實施例中，AR塗層係在與晶圓A接合之前沈積於晶圓B上之一薄膜。替代地且根據一些實例性實施例，薄膜在晶圓A氧化之後沈積於晶圓A上，晶圓A接著與晶圓B接合。此外，在一些實例性實施例中，沈積膜之厚度接近或確切為透射穿過膜之光(例如由PIC自一外部源接收、由PIC使用一內部光源產生或由PIC處理之光)之四分之一波長，使得塗層界面處之干涉完全異相(例如，來自塗層之界面之頂部或底部處之反射之干涉)。此外，為產生來自歸因於AR塗層之干涉(例如來自AR塗層界面處之波之完美振幅及減影)之一良好條紋，沈積膜由具有接近塗層之任一側上之材料之幾何平均值之一折射率之一材料組成。例如，若兩個界接材料係一埋藏氧化物層及一矽層，則AR塗層可為由具有接近埋藏氧化物及矽材料之折射率之幾何平均值之一折射率之氮化矽材料(例如Si3N4)組成之一膜。依此方式，AR塗層可在埋藏氧化物厚度不理想(例如有意拋光、隨機製程變動)之情況中補償且進一步放寬波長敏感度及製造敏感度以藉此實現寬頻波長效能(例如降低一較寬波長帶上之損耗)且繼而實現具有額外信道之設計。
圖1展示根據一些實例性實施例之包含一或多個光學裝置之一光電裝置100之一側視圖。在所繪示之實施例中，光電裝置100展示為包含一印刷電路板(PCB)基板105、有機基板160、一專用積體電路115(ASIC)及光子積體電路120(PIC)。
在一些實例性實施例中，PIC 120包含絕緣體上矽(SOI)或基於矽(例如氮化矽(SiN))裝置或可包括由矽及一非矽材料兩者形成之裝置。該非矽材料(替代地指稱「異質材料」)可包括III族至V族材料、磁光材料或晶體基板材料之一者。III族至V族半導體具有週期表之III族及V族中找到之元素(例如磷化砷鎵銦(InGaAsP)、氮化砷銦鎵(GaInAsN))。基於III族至V族之材料之載子色散效應顯著高於基於矽之材料，因為III族至V族半導體中之電子速度遠快於矽中之電子速度。另外，III族至V族材料具有能夠自電泵浦高效產生光之一直接能帶隙。因此，III族至V族半導體材料以針對產生光及調變光之折射率兩者之矽上之一提高效率實現光子操作。因此，III族至V族半導體材料以自電產生光及將光轉換回成電之一提高效率實現光子操作。
因此，低光學損耗及高品質矽氧化物與下文將描述之異質光學裝置中之III族至V族半導體之光電效率結合；在本發明之實施例中，該等異質裝置利用裝置之異質波導與僅矽波導之間的低損耗異質光學波導轉變。
磁光(MO)材料允許異質PIC基於MO效應來操作。此等裝置可利用法拉第(Faraday)效應，其中與一電信號相關聯之磁場調變一光學束以提供高頻寬調變且旋轉光學模式之電場以實現光學隔離器。該等MO材料可包括(例如)諸如鐵、鈷或釔鐵石榴石(VIG)之材料。此外，在一
些實例性實施例中，晶體基板材料提供具有一高機電耦合、線性電光係數、低傳輸損耗及穩定實體及化學性質之異質PIC。該等晶體基板材料可包括(例如)鈮酸鋰(LiNbO3)或鉭酸鋰(LiTaO3)。
在所繪示之實例中，根據一些實例性實施例中，PIC 120在其中PIC 120之一頂側連接至有機基板且光自背對(例如朝向一耦合器)之PIC 120之一底側傳出(或傳入)之一覆晶組態中經由一光纖121來與一外部光源125交換光。根據一些實例性實施例，光纖121可使用一稜鏡、光柵或透鏡來與PIC 120耦合。PIC 120之光學組件(例如光學調變器、光學開關)至少部分由包含於ASIC 115中之控制電路系統控制。ASIC 115及PIC 120兩者展示為安置於銅柱114上，銅柱114用於經由有機基板160來通信耦合PIC。PCB基板105經由球柵陣列(BGA)互連件116來耦合至有機基板160且可用於將有機基板160(及因此ASIC 115及PIC 120)互連至未展示之光電裝置100之其他組件(例如互連模組、電源供應器等等)。
圖2展示根據一些實例性實施例之一實例性光子積體電路結構200(例如光子積體電路120)。一標準具係由兩個反射性界面形成之一光學腔(例如法布裡-珀羅(Fabry-Perot)干涉儀)，反射性界面可取決於腔之尺寸及材料之折射率。在圖2中，將光繪示為射線箭頭(虛線箭頭、實線箭頭)。在所繪示之實例中，光柵層215位於一第一氧化物層210(例如處置側埋藏氧化物層)與一第二氧化物層220(例如反射鏡側埋藏氧化物層)之間，且光可自貫穿一矽層205(例如面向一外部耦合器之PIC 120之一底側)傳播出去。光可由呈一覆晶組態之光子積體電路結構200垂直(例如相對於圖2之定向)產生、接收或否則處理。例如，光可由一整合光源(例如圖2中未描繪)產生，傳播穿過光柵層215且自光柵層215發出，朝向反射鏡
225，其反射光使得光傳播穿過第二氧化物層220、光柵層215、第一氧化物層210且自矽層205離開(例如至諸如一光纖耦合器之一外部裝置)。
在圖2所繪示之實例中，一非所欲標準具可自不同表面之間的反射發生於結構200中。例如，一標準具可自來自由矽層205及第一氧化物層210形成之一界面之反射及來自反射鏡225之反射發生。作為一額外實例，一標準具可自來自由矽層205及第一氧化物層210形成之一界面之反射及來自由第一氧化物層210及光柵層215形成之另一界面之反射發生。作為一進一步實例，一標準具可自來自由光柵層215及第二氧化物層220形成之一界面及反射鏡225之反射發生。在一些實例性實施例中，非所欲標準具可由製造變動導致。例如，第一氧化物層210可進一步經蝕刻及接著拋光(根據一給定PIC佈局設計)且拋光變動會產生第一氧化物層210之厚度變動以導致上述標準具之一或多者。
圖3展示根據一些實例性實施例之由晶圓(例如晶圓A、晶圓B)形成之一實例性光子積體電路結構300(例如光子積體電路120)。在圖3中，將光繪示為射線箭頭(例如虛線箭頭、實線箭頭)。在一些實例性實施例中，使用晶圓B來形成矽層305及AR塗層313，且在晶圓A上或使用晶圓A形成第一氧化物層310、光柵層315、第二氧化物層320及反射鏡層325(例如植入分離以產生第二氧化物層320)。光可由光子積體電路結構300垂直(例如相對於圖3之定向)產生、接收或否則處理。例如，光可由一整合光源(例如圖3中未描繪)產生且自光柵導引穿過第一氧化物層310或向下以反射於反射鏡層325上且向上穿過反射鏡層325、光柵層315、第一氧化物層310、AR塗層313及矽層305(例如至諸如一光纖耦合器在一外部裝置)。在圖3所繪示之實例中，光子積體電路結構300包含一AR塗層313，
且可施加於接合之前的晶圓之一者以避免光子積體電路結構300中之一或多個標準具(例如藉由消除產生標準具之全長往返行程)以藉此降低光子積體電路結構300之製造敏感度。例如，特定言之，若在製程中過度拋光第一氧化物層310，則AR塗層313將阻止一或多個標準具出現於光子積體電路結構300中。另外，可歸因於避免對出現於光子積體電路結構300內之潛在標準具敏感而增大經傳播之光之波長跨度(例如用於額外信道)。
在一些實例性實施例中，光柵層315包括一寬頻轉彎機構(例如全內反射(TIR)光柵、轉彎鏡)，其使光柵層315中之光朝向矽層305與第一氧化物層310之間的界面轉彎90度。在此等實例性實施例中，在矽層305與第一氧化物層310之間添加AR塗層313消除標準具效應，因此裝置之總頻寬由消除一或多個標準具之AR塗層313設定(例如，此實施例中之轉彎鏡係非常寬頻的且具有受限於矽層305及第一氧化物層310之一界面處之一可能標準具之一寬頻寬)。
圖4展示根據一些實例性實施例之用於製造具有AR塗層之SOI以降低波長及製造敏感度之一程序架構400。在一些實例性實施例中，氧化晶圓A 402以產生氧化晶圓A 405。氧化晶圓A 405接著(例如)使用離子植入來經歷界面弱化以產生一弱界面406用於稍後分離。
在圖4之繪示實施例中，將一材料薄膜413施加於晶圓B450以充當上文所討論之一AR塗層。例如，可經由薄膜沈積(例如化學汽相沈積、生長沈積、物理汽相沈積)來施加氮化矽(Si3N4)之一薄膜(例如164nm)以產生AR塗層313(圖3)。薄膜選擇為具有一特定折射率(例如塗層之任一側上之兩個材料之一幾何平均值、矽或二氧化矽之折射率之一平均值等等)之一材料。此外，薄膜依一特定厚度(例如傳播穿過塗層之光之
四分之一波長)沈積以(例如)確保潛在標準具之兩個反射保持完全異相且進一步確保波具有相等量值(例如產生來自干涉之一良好波紋)，材料薄膜經選擇以確保其具有兩個匹配折射率(矽及BOX)之間的一折射率，使得振幅在兩個反射波之間匹配且完全減去反射且標準具不發生。根據一些實例性實施例，根據兩個匹配折射率(矽及BOX)之幾何平均值(例如或接近平均值)來選擇膜之折射率，使得振幅在兩個反射波之間匹配且完全減去反射且標準具不發生。另外，在一些實例性實施例中，將薄膜施加於晶圓A而非晶圓B。例如，可氧化晶圓A，且可將薄膜施加於接合至晶圓B之晶圓A之表面。
繼續，接著翻轉晶圓A且將其接合至晶圓B以產生接合結構427。接著，在弱界面406處分離晶圓A以產生一新晶圓A，其可用作一施體晶圓用於額外SOI產生。此外，薄界面處之分離產生絕緣體上矽結構444(例如光子積體電路結構300，圖3)。
圖5展示根據一些實例性實施例之用於製造具有標準具預防AR塗層以降低波長及製造敏感度之一高光學頻寬PIC之一方法500之一流程圖。在操作505中，氧化一或多個晶圓。例如，氧化晶圓A或晶圓B(例如矽晶圓)以產生晶圓上之埋藏氧化物層。
在操作510中，使用膜沈積程序(例如化學汽相沈積)來將一薄膜施加為一AR塗層。在一些實例性實施例中，膜之材料之折射率具有產生一標準具之一反射界面之兩個材料之一幾何平均值。例如，標準具界面可由一矽材料(例如矽層305)及氧化矽材料(例如第一氧化物層310)產生且氮化矽層作為一薄膜施加於晶圓之一者。在一些實例性實施例中，沈積膜具有傳播穿過PIC之光之一約四分之一波長。
在操作515中，接合晶圓。例如，翻轉晶圓A且將其接合至晶圓B。在操作520中，分離晶圓結構。例如，可(例如經由植入)在晶圓A中產生一弱界面且分割晶圓A以產生一新晶圓及一所得SOI結構，諸如光子積體電路結構300，圖3。
圖6展示根據一些實例性實施例之用於使用具有標準具補償以降低波長及製造敏感度之一高光學頻寬PIC來處理光之方法600之一流程圖。在操作605中，光子積體電路結構300傳播光。例如，光自光柵層315傳播出去朝向反射鏡層325且自光柵層315進一步傳播光朝向矽層305(例如一覆晶之一底側)。在操作610中，反射光。例如，光沿矽層305之方向自反射鏡層325反射。在操作615中，在AR塗層313之一界面(諸如矽層305及第一氧化物層310之界面)處接收光。在操作620中，光歸因於AR塗層313而在無基於標準具之低效之情況下透射穿過界面，如上文所討論。
圖7展示根據一些實例性實施例之一實例性多信道分波長多工(WDM)光學收發器700。在所繪示之實施例中，光學收發器700包括一整合光子傳輸器結構705及一整合光子接收器結構710。在一些實例性實施例中，整合光子傳輸器結構705及整合光子接收器結構710係製造為一PIC裝置(諸如上文所討論之圖1之PIC 120)之實例性光學組件。整合光子傳輸器結構705係具有四個信道(傳輸器信道1至4)之一WDM傳輸器之一實例，其中各信道處置一不同光波長。整合光子接收器結構710係接收WDM光(例如來自一光學網路或來自回送模式中之整合光子傳輸器結構705)之一WDM接收器之一實例。整合光子接收器結構710可接收光且藉由使用諸如多工器、半導體光學放大器(SOA)及一或多個偵測器(諸如光
偵測器(例如光二極體))之組件使光濾波、放大及轉換成電信號來處理光。
光學收發器700係可由上文所討論之具有AR塗層之兩個晶圓(例如晶圓A、晶圓B，圖4)形成之一實例性結構。歸因於AR塗層消除製造敏感度(例如由過度拋光埋藏氧化物導致之非所欲標準具)，可將不同波長及額外信道添加至光學收發器700。例如，可將AR塗層膜添加至用於形成光學收發器之一晶圓且AR塗層具有接近矽及埋藏氧化物之一幾何平均值以自整合光子傳輸器結構705中之各信道消除一標準具。例如，歸因於光學收發器之增大頻寬，可添加具有較小波長之額外傳輸器信道以實現較大總頻寬。
在一些實例性實施例中，可實施具有不同厚度之不同膜以補償不同信道之不同操作特性。例如，傳輸器信道1及2上之區域可接收具有接近傳輸器信道1及2中之光之四分之一波長(例如具有不同光波長之傳輸於信道1及2中之光之一平均波長之四分之一波長)之一厚度之一AR塗層。此外，傳輸器信道3及4(或額外信道5及6、額外信道7及8等等)上之一區域可接收略薄以對應於傳輸於該等信道中之光之(若干)較小波長之一AR塗層(例如針對8信道WDM)。
下文將鑑於上述揭示內容來闡述各種實例。應注意，隔離或組合採用之一實例之一或多個特徵應被視為在本申請案之揭示內容內。
實例1. 一種用於傳輸光之光子積體電路結構，其包括：一光柵層，其傳播光，該光柵層位於該光子積體電路結構之一第一氧化物層與一第二氧化物層之間；一反射鏡，其位於該光子積體電路結構之一第一側處，該反射鏡與該光柵層由該第一氧化物層分離，該反射鏡將光自該光
柵層導引朝向與該第一側對置之該光子積體電路結構之一第二側；一矽層，其位於該光子積體電路結構之該第二側處，該第二氧化物層位於該矽層與該光柵層之間；及一材料膜，其位於該矽層與該第二氧化物層之間以補償該光子積體電路結構中之一或多個標準具，該材料膜具有該矽層及該第二氧化物層之折射率之間的一折射率。
實例2. 如實例1之光子積體電路結構，其中該材料膜之該折射率係該矽層及該第二氧化物層之該等折射率之一幾何平均值。
實例3. 如實例1或2中任一項之光子積體電路結構，其中該材料膜具有係該光子積體電路結構中之該光之一波長之四分之一之一厚度。
實例4. 如實例1至3中任一項之光子積體電路結構，其中該材料膜阻止一標準具發生於以下各者之間：包括該矽層及該第二氧化物層之一第一界面及包括該光柵層及該第二氧化物層之一第二界面。
實例5. 如實例1至4中任一項之光子積體電路結構，其中該材料膜阻止一標準具發生於以下各者之間：包括該矽層及該第二氧化物層之一反射界面及該反射鏡。
實例6. 如實例1至5中任一項之光子積體電路結構，其中該光子積體電路結構由一第一矽晶圓及一第二矽晶圓形成。
實例7. 如實例1至6中任一項之光子積體電路結構，其中該第一氧化物層及該第二氧化物層之氧化物材料係由該第一矽晶圓之氧化來產生。
實例8. 如實例1至7中任一項之光子積體電路結構，其中該材料膜在該第一矽晶圓氧化之後沈積於該第一矽晶圓上。
實例9. 如實例1至8中任一項之光子積體電路結構，其中該材料膜沈積於該第二矽晶圓上。
實例10. 如實例1至9中任一項之光子積體電路結構，其中該光子積體電路結構藉由將該第一矽晶圓接合至該第二矽晶圓來形成。
實例11. 如實例1至10中任一項之光子積體電路結構，其中該第一矽晶圓經分離以形成該第一氧化物層。
實例12. 如實例1至11中任一項之光子積體電路結構，其中該第一矽晶圓使用離子植入來分離。
實例13. 如實例1至12中任一項之光子積體電路結構，其中該第一氧化物層及該第二氧化物層係氧化矽層。
實例14. 如實例1至13中任一項之光子積體電路結構，其中該光子積體電路結構包括多個信道，其中各信道傳播複數個不同波長光之一者，且其中該材料膜施加於對應於該多個信道之不同信道之該光子積體電路結構之不同區域。
實例15. 一種製造由一第一晶圓及一第二晶圓形成之一光子積體電路結構之方法，該方法包括：氧化該第一晶圓，該第一晶圓包括一光柵層；將一材料膜沈積於該第一晶圓與該第二晶圓之間，該材料膜具有該第一晶圓之氧化物材料之一第一折射率與該第二晶圓之材料之第二折射率之間的一折射率；將該第一晶圓接合至該第二晶圓以形成一接合結構；及分離該第一晶圓以形成該光子積體電路結構之一絕緣體上矽(SOI)晶圓，該材料膜補償由反射於該光子積體電路結構內之光引起之一或多個標準具。
實例16. 如實例15之製造方法，其中在氧化該第一晶圓之
後將該材料膜施加於該第一晶圓。
實例17. 如實例15或16中任一項之製造方法，其中將該材料膜施加於該第二晶圓。
實例18. 如實例15至17中任一項之製造方法，其進一步包括處理該第一晶圓以引起氧化物層之一厚度改變，其中該材料膜藉由引起干涉發生相位使得避免該光子積體電路結構中之該一或多個標準具來補償該氧化物層之該厚度改變。
實例19. 如實例15至18中任一項之製造方法，其中該光子積體電路結構經組態以傳播一波長光，且該材料膜經沈積使得該材料膜之一厚度係該波長之四分之一。
實例20. 如實例15至19中任一項之製造方法，其中該光子積體電路結構係具有多個信道及施加於對應於不同信道之區域之該材料膜之一分波長多工器，該多個信道之各者經組態以傳播不同波長光。
在上述詳細描述中，已參考本發明之特定例示性實施例來描述本發明之方法及設備。然而，應明白，可在不背離本發明之較廣精神及範疇之情況下對本發明作出各種修改及改變。因此，本說明書及圖應被視為說明性而非限制性。
200:光子積體電路結構
205:矽層
210:第一氧化物層
215:光柵層
220:第二氧化物層
225:反射鏡
Claims (20)
- 一種用於傳輸光之光子積體電路結構，該光子積體電路結構包括： 一光柵層，其傳播光，該光柵層位於該光子積體電路結構之一第一氧化物層與一第二氧化物層之間； 一反射鏡，其位於該光子積體電路結構之一第一側處，該反射鏡與該光柵層由該第一氧化物層分離，該反射鏡將光自該光柵層導引朝向與該第一側對置之該光子積體電路結構之一第二側； 一矽層，其位於該光子積體電路結構之該第二側處，該第二氧化物層位於該矽層與該光柵層之間；及 一材料膜，其位於該矽層與該第二氧化物層之間以補償該光子積體電路結構中之一或多個標準具，該材料膜具有該矽層及該第二氧化物層之折射率之間的一折射率。
- 如請求項1之光子積體電路結構，其中該材料膜之該折射率係該矽層及該第二氧化物層之該等折射率之一幾何平均值。
- 如請求項1之光子積體電路結構，其中該材料膜具有係該光子積體電路結構中之該光之一波長之四分之一之一厚度。
- 如請求項1之光子積體電路結構，其中該材料膜阻止一標準具發生於以下各者之間：包括該矽層及該第二氧化物層之一第一介面及包括該光柵層及該第二氧化物層之一第二介面。
- 如請求項1之光子積體電路結構，其中該材料膜阻止一標準具發生於以下各者之間：包括該矽層及該第二氧化物層之一反射介面及該反射鏡。
- 如請求項1之光子積體電路結構，其中該光子積體電路結構由一第一矽晶圓及一第二矽晶圓形成。
- 如請求項6之光子積體電路結構，其中該第一氧化物層及該第二氧化物層之氧化物材料係由該第一矽晶圓之氧化來產生。
- 如請求項7之光子積體電路結構，其中該材料膜在該第一矽晶圓氧化之後沈積於該第一矽晶圓上。
- 如請求項7之光子積體電路結構，其中該材料膜沈積於該第二矽晶圓上。
- 如請求項7之光子積體電路結構，其中該光子積體電路結構藉由將該第一矽晶圓接合至該第二矽晶圓來形成。
- 如請求項10之光子積體電路結構，其中該第一矽晶圓經分離以形成該第一氧化物層。
- 如請求項11之光子積體電路結構，其中該第一矽晶圓使用離子植入來分離。
- 如請求項1之光子積體電路結構，其中該第一氧化物層及該第二氧化物層係氧化矽層。
- 如請求項1之光子積體電路結構，其中該光子積體電路結構包括多個信道，其中各信道傳播複數個不同波長光之一者，且其中該材料膜施加於對應於該多個信道之不同信道之該光子積體電路結構之不同區域。
- 一種製造由一第一晶圓及一第二晶圓形成之一光子積體電路結構之方法，該方法包括： 氧化該第一晶圓，該第一晶圓包括一光柵層； 將一材料膜沈積於該第一晶圓與該第二晶圓之間，該材料膜具有該第一晶圓之氧化物材料之一第一折射率與該第二晶圓之材料之第二折射率之間的一折射率； 將該第一晶圓接合至該第二晶圓以形成一接合結構；及 分離該第一晶圓以形成該光子積體電路結構之一絕緣體上矽(SOI)晶圓，該材料膜補償由反射於該光子積體電路結構內之光引起之一或多個標準具。
- 如請求項15之製造方法，其中在氧化該第一晶圓之後將該材料膜施加於該第一晶圓。
- 如請求項15之製造方法，其中將該材料膜施加於該第二晶圓。
- 如請求項15之製造方法，其進一步包括處理該第一晶圓以引起氧化物層之一厚度改變，其中該材料膜藉由引起干涉發生相位使得避免該光子積體電路結構中之該一或多個標準具來補償該氧化物層之該厚度改變。
- 如請求項15之製造方法，其中該光子積體電路結構經組態以傳播一波長光，且該材料膜經沈積使得該材料膜之一厚度係該波長之四分之一。
- 如請求項15之製造方法，其中該光子積體電路結構係具有多個信道及施加於對應於不同信道之區域之該材料膜之一分波長多工器，該多個信道之各者經組態以傳播不同波長光。
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