定向可调光学反射器制造技术

本申请公开了定向可调光学反射器。一种光学电路包括一个或多个输入波导、多个输出波导和反射器结构。反射器结构的至少一部分与一个或多个输入波导形成界面。反射器结构的该部分具有比一个或多个输入波导小的折射率。电子电路电耦合到光学电路。电子电路生成不同的电信号并向反射器结构发送不同的电信号。响应于反射器结构接收到不同的电信号，界面处或界面附近的载流子浓度水平或界面处或界面附近的温度发生变化，使得从一个或多个输入波导接收的入射辐射被反射器结构可调整地反射到多个输出波导中的目标输出波导中。出波导中的目标输出波导中。出波导中的目标输出波导中。

Directional adjustable optical reflector

【技术实现步骤摘要】
定向可调光学反射器


[0001]本公开总体上涉及定向可调光学反射器。

技术介绍

[0002]半导体集成电路(IC)行业经历了指数增长。IC材料和设计的技术进步已经产生了几代IC，其中每一代都具有比上一代更小和更复杂的电路。在IC演变过程中，功能密度(例如，每芯片面积的互连器件的数量)通常增大，同时几何尺寸(即，使用制造工艺能够产生的最小组件(或线))减小。这种按比例缩小工艺通常通过提高生产效率和降低相关联的成本来提供益处。
[0003]限制和引导诸如光之类的辐射波的光学波导被用作提供各种功能的集成光学电路中的组件。光学开关(可能包括或可能不包括光学波导的部分)也已经被实施以引导经由光学波导行进的辐射波的路径。然而，传统的光学开关通常具有各种缺点，例如缺乏灵活性、体积庞大、功耗过大和/或与信号传播相关的效率低下。
[0004]因此，虽然传统的光学开关通常足以满足它们的预期目的，但是它们并非在每个方面都完全令人满意。

技术实现思路

[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种器件，包括：输入波导；多个输出波导；以及反射器结构，所述反射器结构被配置为通过光学反射将从所述输入波导接收的光可调整地重新引导到所述输出波导中的目标输出波导中。
[0006]根据本公开的第二方面，提供了一种器件，包括：光学电路，所述光学电路包括一个或多个输入波导、多个输出波导和反射器结构，其中，所述反射器结构的至少一部分与所述一个或多个输入波导形成界面，并且其中，所述反射器结构的该部分具有比所述一个或多个输入波导小的折射率；以及电子电路，所述电子电路电耦合到所述光学电路，其中，所述电子电路被配置为生成不同的电信号并将所述不同的电信号发送到所述反射器结构；其中：响应于所述反射器结构接收到所述不同的电信号，从所述一个或多个输入波导接收的入射辐射被所述反射器结构可调整地反射到所述多个输出波导中的目标输出波导中。
[0007]根据本公开的第三方面，提供了一种制造光子器件的方法，包括：在材料层之上形成包覆层；在所述材料层之上形成波导组件，其中，所述波导组件与所述包覆层形成界面，并且其中，所述波导组件具有比所述包覆层更大的折射率；在所述材料层之上形成掺杂组件，其中，所述掺杂组件和所述波导组件通过所述包覆层的至少一部分间隔开；以及将导电接触件形成在所述掺杂组件之上，其中，所述导电接触件电耦合到所述掺杂组件。
附图说明
[0008]当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最佳地理解本公开。需要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制，并且仅用于说明的目的。事实上，为了讨论的
清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意地增大或缩小了。
[0009]图1示出了古斯
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汉森效应。
[0010]图2A
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图2D、图3A
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图3D、图4A
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图4B、图5A
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图5B、图6A
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图6B、图7A
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图7B、图8和图9A
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图9B示出了根据本公开的实施例的光学电路的部分的示意图。
[0011]图10示出了根据本公开的实施例的光学单元。
[0012]图11A
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图11B示出了根据本公开的实施例的在其中实现光学电路的系统。
[0013]图12示出了根据本公开的一个或多个方面的制造设施。
[0014]图13示出了根据本公开的一个或多个方面的用于操作光子器件的方法的实施例的流程图。
[0015]图14示出了根据本公开的一个或多个方面的用于制造光子器件的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
[0016]以下公开内容提供了用于实现所提供的主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。下文描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例而不旨在进行限制。例如，下面的描述中，在第二特征之上或在第二特征上形成第一特征可以包括以直接接触的方式来形成第一特征和第二特征的实施例，并且还可以包括可在第一特征和第二特征之间形成附加特征使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各个示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不表示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0017]此外，本文可能使用了空间相关术语(例如，“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等)，以易于描述附图中所示的一个要素或特征与另外(一个或多个)要素或(一个或多个)特征的关系。这些空间相关术语旨在涵盖器件在使用中或操作中除了图中所示朝向之外的不同朝向。装置可能以其他方式定向(旋转90度或处于其他朝向)，并且本文使用的空间相关描述符可类似地进行相应解释。此外，当用“约”、“近似”、“基本上”等来描述数字或一系列数字时，除非另有规定，否则术语旨在涵盖在所描述的数字的+/
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10％范围内的数字。例如，术语“约5nm”涵盖了从4.5nm至5.5nm的尺寸范围。
[0018]本申请涉及一种光学器件，更具体地，涉及一种具有可调反射器的光学器件以及一种制造和操作该光学器件的方法。更详细地说，光学电路已经利用光的传输(作为辐射的一种形式)来执行类似类型的计算任务，这些计算任务在传统上由电子电路通过电信号的传输来处理。例如，传统的光学电路通常使用移相器来实现光的相长干涉和相消干涉，这允许光学开关来选择光的输出路径。然而，随着半导体器件尺寸的不断按比例缩小，传统的光学电路已经表现出缺点。例如，传统的光学开关可能在光学电路上占据太大的覆盖区域(footprint)，消耗过多的功率量，和/或传播光信号的效率太低。
[0019]本公开介绍了一种使用可调反射器实现的新型光学开关，以克服传统光学电路的缺点。可调反射器连接到输入波导和输出波导。反射器结构的包覆(cladding)部分的折射率小于波导的折射率。多个金属层被设置在波导附近并围绕反射器。通过对至少一层金属层施加不同的电压以改变反射器面向波导的一个或多个区域的载流子浓度或温度，可以灵活地调整波导和反射器的界面处或界面附近的折射率。
[0020]因此，当入射光被投射到表面时，入射光可以被反射器朝着期望的方向反射。在该器件中，光学路径的选择是基于反射程度的，而不是相长干涉或相消干涉现象。因此，可以减少光学功率的损失。此外，反射的程度可以通过波导和反射器的界面处的温度或载流子浓度的变化来控制，因此光学路径可以根据反射现象来实现高度的可调性。此外，与传统的光学开关相比，本文实现的开关通常消耗更少的功率并且具有显著更小的覆盖区域。下面描述本公开的器件的细节。
[0021]图1示出了根据本公开的各个方面实现的光学开关中的古斯
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汉森效应。参考图1，光学器件可以包括包覆层110和核心层120。包覆层110可以用于实现根据本公开的实施例的反射器结构的部分。在各种实施例中，包覆层110可以包括氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种器件，包括：输入波导；多个输出波导；以及反射器结构，所述反射器结构被配置为通过光学反射将从所述输入波导接收的光可调整地重新引导到所述输出波导中的目标输出波导中。2.根据权利要求1所述的器件，其中：所述反射器结构包括与所述输入波导相邻的包覆层；以及所述包覆层的折射率低于所述输入波导。3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述反射器结构被配置为通过以下方式来可调整地重新引导所述光：将载流子注入到所述输入波导的不同区域以改变被光学反射的所述光的反射路径。4.根据权利要求3所述的器件，其中：所述反射器结构包括一个或多个掺杂部分和多个电接触件，所述多个电接触件被配置为接收不同的电压。5.根据权利要求4所述的器件，其中：所述一个或多个掺杂部分包括重掺杂部分和轻掺杂部分；所述电接触件被实施在所述重掺杂部分之上；并且所述轻掺杂部分位于所述重掺杂部分和所述输出波导之间。6.根据权利要求1所述的器件，其中，所述反射器结构被配置为通过以下方式来可调整地重新引导所述光：改变所述输入波导的不同区域处的温度以改变被光学反射的所述光的反射路径。7.根据权利要求6所述的器件，其中，所述反射器结构包括多个金属加热器，所述多个金属加热器被配置为响应于施加到所述金属加热器中的不同金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈又豪，李惠宇，管瑞丰，吴建德，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：