[發明專利]兩個波導之間的接合區域以及相關制造方法

有效

• 申請號: 201611084290.8
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN107564907B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: C·鮑多特
• 申請（專利權）人: 意法半導體（克洛爾2）公司
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

光子集成裝置包括至少第一波導(G1)和第二波導(G2)，兩個波導由包括突節(R)的接合區域(JCN)相互耦合。

技術領域

本發明的實施方式和實施例的模式涉及光子集成電路，特別地涉及包括不同波導的光子集成電路，以及最特別地涉及用于將這些不同波導相互耦合的裝置。

背景技術

常規地，在兩個波導之間的接合區域中，例如在肋條波導和條帶波導之間，肋條波導的板片逐步減小，直至其與條帶波導的肋條相同寬度。

如圖1和圖2中所示，該接合類型可以常規地經由部分地刻蝕硅膜1的第一操作而制造，使用掩模M1(圖1)實現刻蝕操作，并且刻蝕操作允許刻蝕界定了肋條波導的板片和肋條、并且特別地界定其寬度逐步減小的第一波導的板片的第一區域2。

使用掩模M2(圖2)實現的、第二刻蝕操作允許界定條帶波導，以及允許完全刻蝕位于兩個波導任一側上的絕緣層的區域3。

然而，當執行兩個刻蝕操作時，可能在兩個掩模之間發生對準誤差，例如沿著橫軸線X的、可以潛在地超過30納米的偏移。

對于常規寬度(也即數百納米)的條帶波導而言，這些偏移在兩個波導之間導致斷裂或障壁，從而引起光學信號的顯著衰減或寄生反射。

發明內容

因此，根據一個實施例，提出了一種在兩個波導之間的接合區域并且其制造方法對于對準誤差是穩健的，兩個波導展現了大大減小了或甚至不存在的斷裂。

根據一個方面，提出了一種光子集成裝置，包括半導體襯底。半導體襯底包括第一側部區域、第二側部區域、中央區域、位于第一側部區域和中央區域之間的第一中間區域、位于第二側部區域和中央區域之間的第二中間區域。

襯底至少包括：包括在第一側部區域中的一部分的第一波導，以及包括在第二側部區域中的一部分的第二波導，兩個波導由接合區域相互耦合。接合區域包括位于中央區域中的中央接合區域、第一中間接合區域和第二中間接合區域。第一中間接合區域和第二中間接合區域分別延伸至第一中間區域和第二中間區域中并同時逐漸變寬，以便于接觸中央接合區域而以便于形成突節。

因此，突節有利地允許光學信號從一個波導傳遞至另一個波導,而同時依靠波導寬度的逐漸變化將光波維持在它們的基諧模式(fundamental mode)中，并且同時減小損耗和寄生反射的效應。用于制造該接合區域的方法也是有利的，如以下將描述。

至少第一波導包括在第二部分上制造的第一部分，第二部分比至少第一波導的第一部分更寬。另外，第一波導可以是肋條波導。

接合區域包括所述第二部分的一部分，從第一側部區域延伸至第一中間區域中并且至中央區域的一部分中，而同時逐漸變窄直至達到中央接合區域的寬度。

因此，在中央區域中，保持在波導的中部中的光學信號不再受界定了波導邊緣的界面的影響。因此，如果在該區域中發生波導形式的改變，將不會發生反射或信號損失。

根據該方面的第一實施例，第二波導也可以包括在第二部分上制造的第一部分，第二部分比第二波導的第一部分更寬，并且接合區域額外地包括所述第二部分的一部分，從第二側部區域延伸至第二中間區域中并且至中央區域的一部分中，而同時逐漸變窄直至到達中央接合區域的寬度。

另外，第一波導和第二波導是肋條波導。

第一中間區域和第二中間區域的長度可以不同。

接合區域的總長度可以有利地小于或等于三十五微米。

根據另一方面，提出了一種用于制造光子集成裝置的方法，光子集成裝置包括由接合區域相互連接的兩個波導，方法包括刻蝕半導體襯底的兩個連續操作。