[發(fā)明專利]光學器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010578730.1
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102141650A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 池晧哲;金奇南;邢庸宇;羅敬遠;河鏡虎;樸允童;裵大錄;卜鎮(zhèn)權;姜泌圭
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G02B6/122
• 分類號: G02B6/122;G02B6/13;G02B6/42
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

1.一種光學器件，包括：

設置在半導體襯底中的溝槽；

設置在所述溝槽中的第一包層；以及

設置在所述第一包層之上的至少一個芯區(qū)。

2.如權利要求1所述的光學器件，其中所述半導體襯底包括體單晶硅，所述溝槽包括與所述半導體襯底的表面基本垂直的側壁。

3.如權利要求2所述的光學器件，其中所述光學器件包括至少一個波導結構和至少一個光耦合器結構，所述芯區(qū)的第一側壁離所述溝槽的第一側壁距離d1，所述芯區(qū)的第二側壁離所述溝槽的第二側壁距離d2。

4.如權利要求3所述的光學器件，其中距離d1和d2大于約0.27μm，所述波導中的泄漏損失小于1dB/mm。

5.如權利要求3所述的光學器件，其中所述第一包層的頂表面低于所述半導體襯底的頂表面，距離d1和d2大于約0.35μm，所述波導中的泄漏損失小于1dB/mm。

6.如權利要求3所述的光學器件，其中：

所述波導結構耦合到所述光耦合器結構，所述光耦合器結構包括以下中的至少一個：設置在所述第一包層的一部分頂表面中的光柵，垂直光柵耦合器，光束方向改變器件，光收發(fā)器和光-電轉換器件；且

所述光耦合器結構包括與所述波導結構的頂表面基本共平面設置的頂表面。

7.如權利要求1所述的光學器件，還包括反射構件，該反射構件是鄰近所述第一包層設置和設置在所述第一包層中的至少一種情況，該反射構件包括以下中的至少一種：金屬反射器、布拉格反射器、分布式布拉格反射器、以及至少包括第一材料層和第二材料層且第一和第二材料層每個都接觸第三材料層的結構，第三材料層具有與第一和第二材料層不同的折射率。

8.如權利要求1所述的光學器件，還包括第二包層，設置為覆蓋所述芯區(qū)的頂表面和側壁的至少一部分。

9.如權利要求1所述的光學器件，其中所述芯區(qū)包括以下中的至少一種：有缺陷單晶硅、單晶硅、大晶粒多晶硅、以及晶化非晶硅。

10.一種光學器件，包括：

設置在體單晶硅中的溝槽，該溝槽的側壁基本垂直于所述硅襯底的表面或者向外傾斜以使得在溝槽的表面處的溝槽寬度大于在溝槽的底部處的溝槽寬度；

設置在所述溝槽中并具有頂表面的的第一包層，該頂表面是以下情況中的一種：與所述硅襯底的表面基本共平面、在所述硅襯底的表面之下、在所述硅襯底的表面之上；

設置在該第一包層之上的芯區(qū)，包括有缺陷單晶硅、單晶硅、大晶粒多晶硅和晶化非晶硅中的至少一種，其中所述芯區(qū)設置來提供至少一個波導，該波導耦合到至少一個垂直光耦合器，該垂直光耦合器的頂表面與所述波導的頂表面基本共平面；以及

第二包層，設置來覆蓋所述芯區(qū)的頂表面和側壁的至少一部分。

11.一種制造光學器件的方法，包括：

在硅襯底中形成溝槽；

基本在所述溝槽內(nèi)形成第一包層；以及

在所述第一包層上形成芯區(qū)。

12.如權利要求11所述的方法，其中：

所述第一包層由具有通式Si_xN_yO_z的電介質(zhì)材料形成；

所述第一包層的頂表面與所述硅襯底的頂表面基本共平面或者低于所述硅襯底的頂表面；且

所述硅襯底包括體單晶硅。

13.如權利要求11所述的方法，還包括利用所述芯區(qū)形成至少一個波導和至少一個光耦合器。

14.如權利要求13所述的方法，還包括形成反射層，該反射層設置為以下之一：在所述第一包層之下，在所述第一包層之上，以及在所述第一包層內(nèi)，且該反射層鄰近以下中至少一個的至少一部分設置：波導、光耦合器、以及將所述波導耦合到所述光耦合器的區(qū)域。

15.如權利要求11所述的方法，還包括形成第二包層，該第二包層覆蓋所述芯區(qū)的頂表面和側表面的至少一部分。

16.如權利要求11所述的方法，其中形成所述芯區(qū)還包括形成有缺陷單晶硅、單晶硅、大晶粒多晶硅、晶化多晶硅和晶化非晶硅中的至少一種的層。