[發明專利]用于光子器件的垂直輸出耦合器

有效

• 申請號: 201680031753.6
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN107667306B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 達米安·蘭貝特
• 申請（專利權）人: 斯考皮歐技術有限公司
• 主分類號: G02B6/136
• 分類號: G02B6/136;G02B6/132;G02B6/125
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖;黃隸凡

1.一種形成用于波導的垂直輸出耦合器的方法，所述波導通過覆于埋氧層上的波導材料沿水平傳播方向傳播光，所述方法包括：

蝕刻所述波導材料以形成所述波導；

在所述波導材料之上沉積覆層；

蝕刻所述覆層、所述波導材料和所述埋氧層，其中所述蝕刻所述覆層、所述波導材料和所述埋氧層去除所述波導材料的至少一部分并且形成：

凹部；

在所述波導材料中的至少第一傾斜平面，所述至少第一傾斜平面鄰近于所述凹部的邊緣；

在所述波導材料中的垂直邊緣；以及

在所述第一傾斜平面和所述垂直邊緣之間的空間；

用反射性金屬涂覆所述第一傾斜平面以形成傾斜的鏡；

在所述凹部中沉積支承材料；

蝕刻所述支承材料至與所述埋氧層和所述波導材料之間的界面基本齊平的高度，以形成橋支承件；以及

將折射率匹配材料沉積到所述橋支承件上并沉積到所述垂直邊緣與所述傾斜的鏡之間的所述空間中，使得通過所述波導傳播到所述垂直邊緣與所述傾斜的鏡之間的所述空間中的光繼續通過所述折射率匹配材料到達所述傾斜的鏡，而所述傾斜的鏡將所述光向上反射，其中將所述折射率匹配材料沉積到所述橋支承件上并沉積到所述垂直邊緣與所述傾斜的鏡之間的所述空間中包括沉積非晶硅。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括對非晶硅進行退火以將非晶硅轉化成多晶硅。

3.根據權利要求1所述的方法，其中將所述折射率匹配材料沉積到所述垂直邊緣與所述傾斜的鏡之間的所述空間中包括：

將所述折射率匹配材料沉積至基本上超過所述垂直邊緣的高度的厚度；以及

蝕刻所述折射率匹配材料以在所述垂直邊緣與所述傾斜的鏡之間形成橋，所述橋具有與所述波導材料的高度大致相等的高度。

4.根據權利要求3所述的方法，還包括在蝕刻所述折射率匹配材料以在所述垂直邊緣與所述傾斜的鏡之間形成所述橋之前使所述折射率匹配材料平坦化。

5.根據權利要求3所述的方法，還包括對所述折射率匹配材料進行側向圖案化以形成在所述垂直邊緣處與所述波導材料的波導脊鄰接的波導脊。

6.根據權利要求5所述的方法，其中對所述折射率匹配材料進行側向圖案化以形成波導脊包括以如下輪廓對所述折射率匹配材料進行圖案化，所述輪廓從與所述波導材料的所述波導脊的寬度相匹配的初始寬度漸變至大于所述初始寬度并接近所述傾斜的鏡的最終寬度，使得通過所述折射率匹配材料傳播的光束的光束尺寸隨著所述光束朝向所述傾斜的鏡傳播而擴展。

7.根據權利要求1所述的方法，其中所述蝕刻所述覆層、所述波導材料和所述埋氧層還形成在所述凹部中與所述第一傾斜平面相對的第二傾斜平面，所述方法還包括：

在所述第一傾斜平面之上形成光致抗蝕劑掩模；和

在所述光致抗蝕劑掩模保護所述第一傾斜平面的同時，蝕刻掉所述第二傾斜平面以擴大所述凹部，形成所述垂直邊緣；

其中形成所述光致抗蝕劑掩模和蝕刻掉所述第二傾斜平面的步驟在用所述反射性金屬涂覆所述第一傾斜平面之前進行。

8.根據權利要求1所述的方法，還包括：

在使用干蝕刻去除傾斜的晶面，限定垂直邊緣之后，蝕刻所述埋氧層。

9.根據權利要求1所述的方法，在用所述反射性金屬涂覆所述第一傾斜平面以形成所述傾斜的鏡之后，并且在沉積所述折射率匹配材料之前，還包括：

在所述垂直邊緣和所述傾斜的鏡之間的所述凹部中將所述支承材料沉積至大于所述波導材料的高度的層厚度。

10.根據權利要求9所述的方法，還包括在蝕刻所述支承材料之前，使沉積在凹部中的所述支承材料平坦化。

11.根據權利要求1所述的方法，還包括在所述傾斜的鏡和所述折射率匹配材料之上沉積減反射涂層。