[發明專利]具有波導的集成光電子器件以及其制造工藝

在審

• 申請號: 201380032245.6
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN104380159A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: A·帕加尼;A·莫塔;S·洛伊
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/43
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

1.一種集成光電子器件，由第一表面(S₁)和第二表面(S₂)界定，并且包括：

——半導體材料的本體(2)，在所述本體(2)內部形成在探測器(30)和發射器(130)之間選擇的至少一個光電子部件；以及

——光學路徑(OP)，所述光學路徑至少部分地是引導類型的并且在所述第一表面和所述第二表面之間延伸，所述光學路徑穿過所述本體；

其中所述光電子部件通過所述光學路徑光學耦合到自由空間的第一部分以及自由空間的第二部分，所述自由空間的第一部分和第二部分分別被布置在所述第一表面上方和所述第二表面下方。

2.根據權利要求1所述的器件，還包括布置在所述本體(2)的頂部上并且形成所述第一表面(S₁)的頂部區域(4；75)，所述本體由所述第二表面(S₂)以及主表面(S₃)界定，所述主表面被布置在所述第一表面和所述第二表面之間；以及其中所述光學路徑(OP)由第一限制區域(11a、11b)以及第二限制區域(132、134)形成，所述第一限制區域從所述第一表面開始在所述頂部區域內延伸，所述第二限制區域從所述第二表面開始在所述本體內延伸；以及其中所述第一限制區域由第一側向區域(12；75)側向包圍，所述第一側向區域具有小于所述第一限制區域的折射率(n₁)的折射率(n₂)，使得所述第一限制區域和所述第一側向區域形成第一耦合波導(22)；以及其中所述第二限制區域由第二側向區域(14)側向包圍，所述第二側向區域具有小于所述第二限制區域的折射率(n₁)的折射率(n₂)，使得所述第二限制區域和所述第二側向區域形成第二耦合波導(24)。

3.根據權利要求2所述的器件，還包括第一涂覆層(12)，所述第一涂覆層側向包圍所述第一限制區域(11a、132)并且形成所述第一側向區域。

4.根據權利要求2或3所述的器件，還包括第二涂覆層(14)，所述第二涂覆層側向包圍所述第二限制區域(11b；134)并且形成所述第二側向區域。

5.根據權利要求2至4中的任一項所述的器件，包括孔洞(8)，所述孔洞在所述第一表面(S₁)和所述第二表面(S₂)之間延伸，所述第一和第二限制區域(11a；11b)被布置在所述孔洞內。

6.根據權利要求5所述的器件，包括芯(10)，所述芯被布置在所述孔洞(8)內并且形成所述第一和第二限制區域(11a、11b)。

7.根據權利要求6所述的器件，其中所述第一和第二限制區域(11a、11b)被布置在彼此的頂部上；以及其中所述第一和第二側向區域(12、14)被布置在彼此的頂部上并且與彼此分離，使得所述芯包括布置在所述第一限制區域和所述第二限制區域之間的非涂覆區域(11c)；以及其中所述光電子部件(30；130)被光學耦合到所述非涂覆區域。

8.根據權利要求7所述的器件，其中所述光電子部件(30；130)由半導體材料的第一區域(32)和第二區域(34)形成，所述第一區域和所述第二區域具有不同的導電類型并且通過界面表面(I)分離，所述界面表面與所述芯(10)的所述非涂覆區域(11c)直接接觸。

9.根據權利要求2至4中的任一項所述的器件，其中所述第一和第二限制區域(11a、11b)被布置在彼此的頂部上；以及其中所述電子部件被布置在所述第一和第二限制區域(11a、11b)之間。

10.根據權利要求6所述的器件，還包括橫向于所述芯(10)延伸、與所述芯(10)直接接觸并且在頂部和底部處由第三側向區域(2、4；75)包圍的第一橫向通道(72；80；140)，所述第三側向區域具有小于所述第一橫向通道的折射率(n₁)的折射率(n₂)，使得所述第一橫向通道和所述第三橫向區域形成第一橫向波導(83)，所述第一橫向波導被光學耦合到所述第一和第二耦合波導(22、24)。

11.根據權利要求10所述的器件，還包括設計為將所述第一橫向波導(83)光學耦合到所述第一和第二耦合波導(22、24)的光學分束器(90)。