[發明專利]晶片芯片的偏振分路旋轉器和光電子器件以及控制晶片芯片上光學信號的偏振的方法

有效

• 申請號: 201410092443.8
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104049300B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: T·巴爾維奇;D·M·吉爾;W·M·格林;M·H·哈提爾;Y·A·弗拉索夫
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G02B6/122
• 分類號: G02B6/122;G02B6/126;G02B27/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 賀月嬌,于靜

1.一種晶片芯片的偏振分路旋轉器，包括：

所述晶片芯片的第一波導，其被配置成從光學器件接收光學信號；以及

第二波導，其被配置成從所述第一波導接收所接收的光學信號的橫磁本征態，所述第二波導包括分路器端、中間部分和旋轉器端，其中所述分路器端包括多晶硅層、氧化硅層和氮化硅層，所述旋轉器端包括單晶硅層、氧化硅層和氮化硅層，并且所述中間部分包括單晶硅層、氧化硅層、多晶硅層和氮化硅層。

2.根據權利要求1所述的晶片芯片，其中，所述第一波導和所述第二波導中的至少一者與所述晶片芯片的晶體管共用相同的層。

3.根據權利要求1所述的晶片芯片，其中，所述分路器端還包括：在所述氮化物層的腔內的另外的氮化物層。

4.根據權利要求3所述的晶片芯片，還包括：位于所述腔中的氧化硅層。

5.根據權利要求1所述的晶片芯片，其中，所述第二波導的所述分路器端還包括氧化硅層。

6.根據權利要求5所述的晶片芯片，其中，所述第一波導的分路器端的氧化硅層的高度小于所述第二波導的所述分路器端的氧化硅層的高度的約60%。

7.根據權利要求5所述的晶片芯片，其中，所述第二波導的旋轉器端至少包括具有與所述第一波導的單晶硅層的高度基本相同的高度的單晶硅層。

8.根據權利要求1所述的晶片芯片，還包括：在所述分路器端在所述多晶硅層與所述氮化物層之間沿著所述多晶硅層的側面設置的氧化硅脊。

9.一種晶片芯片的光電子器件，包括：

晶片芯片的第一波導，其被配置成從光學器件接收光學信號；以及

第二波導，其被配置成從所述第一波導接收所接收的光學信號的橫磁本征態，所述第二波導包括分路器端、中間部分和旋轉器端，其中所述分路器端包括多晶硅層、氧化硅層和氮化硅層，所述旋轉器端包括單晶硅層、氧化硅層和氮化硅層，并且所述中間部分包括單晶硅層、氧化硅層、多晶硅層和氮化硅層。

10.根據權利要求9所述的光電子器件，其中，所述第一波導和所述第二波導中的至少一者與所述晶片芯片的晶體管共用相同的材料層。

11.根據權利要求9所述的光電子器件，其中，所述分路器端還包括：位于所述氮化物層的腔內的另外的氮化物層。

12.根據權利要求11所述的光電子器件，還包括：位于所述腔中的氧化硅層。

13.根據權利要求9所述的光電子器件，其中，所述第二波導的所述分路器端還包括氧化硅層。

14.根據權利要求13所述的光電子器件，其中，所述第一波導的分路器端的氧化硅層的高度小于所述第二波導的所述分路器端的氧化硅層的高度的約60%。

15.根據權利要求13所述的光電子器件，其中，所述第二波導的旋轉器端至少包括具有與所述第一波導的單晶硅層的高度基本相同的高度的單晶硅層。

16.根據權利要求9所述的光電子器件，還包括：在所述分路器端在所述多晶硅層與所述氮化物層之間沿著所述多晶硅層的側面設置的氧化硅脊。

17.一種控制晶片芯片上光學信號的偏振的方法，包括：

在所述晶片芯片的前端制程層中設置第一波導和第二波導，其中所述第二波導的分路器端包括分路器端、中間部分和旋轉器端，其中所述分路器端包括多晶硅層、氧化硅層和氮化硅層，所述旋轉器端包括單晶硅層、氧化硅層和氮化硅層，并且所述中間部分包括單晶硅層、氧化硅層、多晶硅層和氮化硅層；

在所述第一波導的輸入端處接收所述光學信號；

在所述第一波導中傳播所接收的光學信號的橫電本征態；以及

經由所述多個層在所述第二波導中傳播橫磁本征態，以便控制所述橫磁本征態的偏振。

18.根據權利要求17所述的方法，還包括：使所述橫電本征態在與所述晶片芯片中制造的晶體管共用的材料層中形成的所述第一波導和所述第二波導中的至少一者的旋轉器端傳播。

19.根據權利要求17所述的方法，其中，所述第二波導的所述分路器端還包括：在包圍另外的氮化物層和氧化硅層的所述氮化物層中的腔。

20.根據權利要求17所述的方法，其中，所述第二波導還包括位于所述分路器端處的氧化硅層，所述方法還包括使所述橫磁本征態在所述第一波導的分路器端的氧化硅層中傳播，在所述第一波導的分路器端的該氧化硅層的高度小于所述第二波導的所述分路器端的所述氧化硅層的高度的約60%。