[發(fā)明專(zhuān)利]具有衰減器的波導(dǎo)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111261966.7
• 申請(qǐng)日: 2021-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114578477A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·D·萊維;S·P·阿杜蘇米利;卞宇生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 格芯（美國(guó)）集成電路科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/12
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/12;H01L31/0232;H01S5/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 林瑩瑩;牛南輝

本公開(kāi)涉及一種具有衰減器的波導(dǎo)。本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，更具體地，涉及具有衰減器的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及其制造方法。該結(jié)構(gòu)包括：波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其包括半導(dǎo)體材料；衰減器，其位于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)下方；氣隙結(jié)構(gòu)，其位于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和衰減器下方并與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和衰減器豎直對(duì)準(zhǔn)；以及淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其位于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的側(cè)面并與氣隙結(jié)構(gòu)合并。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，更具體地說(shuō)，涉及具有衰減器的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(例如，光子部件)是集成的光電子系統(tǒng)的重要部件。例如，半導(dǎo)體光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)限制光向周?chē)r底中的擴(kuò)展來(lái)引導(dǎo)具有最小能量損失的光波(例如，光)。光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以用于許多不同的應(yīng)用中，包括例如半導(dǎo)體激光器、光學(xué)濾波器、開(kāi)關(guān)、調(diào)制器、隔離器和光電檢測(cè)器。半導(dǎo)體材料的使用還使得能夠使用已知的制造技術(shù)將整體(monolithic)集成到光電子器件中。

光子器件的打開(kāi)或未連接的端口或者其他端點(diǎn)可能導(dǎo)致光信號(hào)的泄漏或背散射(backscatter)到芯片中。這也可能引起與其他光子器件的串?dāng)_以及對(duì)光信號(hào)的整體干擾。為了防止此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，吸收器耦合到光子器件的打開(kāi)或未連接的端口或者其他端點(diǎn)。Ge是光子器件制造中常用的吸收器材料，它很容易集成到光子器件的制造過(guò)程中。

發(fā)明內(nèi)容

在本公開(kāi)的方面，一種結(jié)構(gòu)包括：波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其包括半導(dǎo)體材料；衰減器，其位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)下方；氣隙結(jié)構(gòu)，其位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和所述衰減器下方并與所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和所述衰減器豎直對(duì)準(zhǔn)；以及淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的側(cè)面并與所述氣隙結(jié)構(gòu)合并。

在本公開(kāi)的方面，一種結(jié)構(gòu)包括：波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其位于體襯底上并且包括第一半導(dǎo)體材料；衰減器，其位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)下方并與所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)豎直對(duì)準(zhǔn)，所述衰減器包括不同于所述第一半導(dǎo)體材料的第二半導(dǎo)體材料；氣隙，其與所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和所述衰減器豎直對(duì)準(zhǔn)，所述氣隙被所述第二半導(dǎo)體材料密封并在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)下方被電介質(zhì)材料加襯；以及淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其包括電介質(zhì)材料并位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的側(cè)面。

在本公開(kāi)的方面，一種方法包括：形成包括半導(dǎo)體材料的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；形成位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)下方的衰減器；形成位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和所述衰減器下方并與所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和所述衰減器豎直對(duì)準(zhǔn)的氣隙結(jié)構(gòu)；以及形成位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的側(cè)面并與所述氣隙結(jié)構(gòu)合并的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的非限制性示例并參考所述多個(gè)附圖，在以下詳細(xì)描述中描述本公開(kāi)。

圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的輸入結(jié)構(gòu)。

圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的在襯墊電介質(zhì)膜和襯底中圖案化的多個(gè)溝槽以及相應(yīng)的制造工藝。

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的除了其他特征之外的位于腔結(jié)構(gòu)和溝槽的側(cè)壁上的側(cè)壁襯里以及相應(yīng)的制造工藝。

圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的除了其他特征之外的不具有任何側(cè)壁襯里材料的溝槽以及相應(yīng)的制造工藝。

圖5示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的除了其他特征之外的對(duì)溝槽和腔結(jié)構(gòu)加襯的外延材料以及相應(yīng)的制造工藝。

圖6示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的除了其他特征之外的密封腔結(jié)構(gòu)的外延材料以及相應(yīng)的制造工藝。

圖7示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的除了其他特征之外的位于衰減器和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的側(cè)面上的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的制造工藝。

圖8示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的位于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上方的層間電介質(zhì)材料以及相應(yīng)的制造工藝。

圖9A示出了根據(jù)本公開(kāi)的方面的除了其他特征之外的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和衰減器的截面圖以及相應(yīng)的制造工藝。

圖9B示出了圖9A沿線(xiàn)“A”-“A”的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式