[發明專利]端面耦合器及其制造方法

在審

• 申請號: 202011525590.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112630886A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 李博文;馮俊波;朱繼光;曹國威
• 申請（專利權）人: 聯合微電子中心有限責任公司
• 主分類號: G02B6/13
• 分類號: G02B6/13;G02B6/14;G02B6/124;G02B6/122;G02B6/26
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 初媛媛;吳麗麗

1.一種端面耦合器的制造方法，包括：

提供絕緣體上半導體襯底，所述絕緣體上半導體襯底包括第一襯底、所述第一襯底上的絕緣層以及所述絕緣層上的半導體層；

對所述半導體層進行圖案化以形成第一波導；

在所述絕緣層上形成第一介質層；

在所述第一介質層和所述第一波導上形成第二介質層；

在所述第二介質層上形成第二波導；

形成覆蓋所述第二波導的第三介質層；

在所述第三介質層遠離所述第二波導的一側，將所述第三介質層鍵合至載體襯底；

去除所述第一襯底；以及

在所述絕緣層的表面上形成第四介質層。

2.如權利要求1所述的方法，還包括：在對所述半導體層進行圖案化之前，在所述半導體層上形成阻擋層，

其中，對所述半導體層進行圖案化以形成第一波導，包括：

對所述阻擋層和所述半導體層進行圖案化，以形成所述第一波導。

3.如權利要求2所述的方法，其中，在所述絕緣層上形成第一介質層，包括：

形成覆蓋所述阻擋層和所述絕緣層的第一介質材料層；以及

對所述第一介質材料層進行平坦化，直到所述阻擋層被全部去除，從而形成所述第一介質層，

其中，所述第一介質層的遠離所述第一襯底的表面與所述第一波導的遠離所述第一襯底的表面基本上齊平。

4.如權利要求1所述的方法，其中，在所述第二介質層上形成第二波導，包括：

在所述第二介質層上形成第二波導材料層；以及

對所述第二波導材料層進行圖案化，以形成所述第二波導。

5.一種端面耦合器，包括：

第一波導；

與所述第一波導鄰接的第一介質層；

位于所述第一波導和所述第一介質層上的第二介質層；

位于所述第二介質層上的第二波導；

覆蓋所述第二波導的第三介質層；

位于所述第三介質層上的載體襯底；

位于所述第一波導和所述第一介質層之下的絕緣層；以及

位于所述絕緣層之下的第四介質層。

6.如權利要求5所述的端面耦合器，其中，所述第二波導包括轉換波導和傳輸波導，其中，

所述轉換波導用于將從光纖接收的光進行模斑轉換，并且將經模斑轉換的光傳輸至所述傳輸波導；以及

所述傳輸波導的至少一部分在豎直方向上與所述第一波導的至少一部分對準，從而將在所述傳輸波導中傳輸的光耦合至所述第一波導中。

7.如權利要求6所述的端面耦合器，其中，

所述轉換波導的至少一部分在與靠近所述光纖的方向垂直的方向上尺寸逐漸減小。

8.如權利要求7所述的端面耦合器，其中，所述轉換波導為線性錐形波導、非線性錐形波導或亞波長光柵。

9.如權利要求8所述的端面耦合器，其中，所述轉換波導為亞波長光柵，并且

其中，所述亞波長光柵包括第一光柵部分和第二光柵部分，

其中，所述第一光柵部分包括以第一光柵周期排布的多個第一光柵結構單元，所述多個第一光柵結構單元在靠近所述光纖的方向上以及與所述靠近所述光纖的方向垂直的方向上尺寸逐漸減小，并且

其中，所述第二光柵部分包括以第二光柵周期排布的多個第二光柵結構單元以及連接至所述多個第二光柵結構單元的錐形單元，所述多個第二光柵結構單元的尺寸相同，并且所述錐形單元在靠近所述光纖的方向上漸縮。

10.如權利要求9所述的端面耦合器，其中，

所述多個第一光柵結構單元中最靠近所述光纖的第一光柵結構單元的幾何尺寸基于所述光纖的模斑直徑來確定。