一种端面耦合器结构及其形成方法技术

本申请提供一种端面耦合器结构及其形成方法，所述端面耦合器结构包括：SOI衬底，所述SOI衬底包括底硅层、埋氧层和顶硅层，所述顶硅层中形成有硅波导结构，所述硅波导结构被包覆层包覆，所述包覆层中包括第一折射率调制区和第二折射率调制区；所述第一折射率调制区中形成有若干与所述硅波导结构的边缘间距相等的第一折射率调制结构，所述第二折射率调制区中形成有若干密度从硅波导结构向远离硅波导结构方向逐渐减小的第二折射率调制结构，所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构的折射率大于所述包覆层的折射率小于所述硅波导结构的折射率。本申请提供一种端面耦合器结构及其形成方法，可以提高端面耦合器的性能，降低耦合损耗。低耦合损耗。低耦合损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种端面耦合器结构及其形成方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种端面耦合器结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]电子集成芯片采用电流信号来作为信息的载体，而光电子芯片则采用频率更高的光波来作为信息载体。相比于电子集成芯片，光电子芯片展现出了更低的传输损耗、更宽的传输带宽、更小的时间延迟、以及更强的抗电磁干扰能力。
[0003]目前，通常是将端面耦合器和集成光子回路集成形成光电子芯片。利用端面耦合器接收光纤传输的光信号，并将光信号进一步传输至集成光子回路。由此可知，端面耦合器作为光纤与光电子芯片进行光信号耦合的关键器件，一旦光信号在端面耦合器中出现严重损耗，则会影响光电子芯片中的集成光子回路接收到的光信号的质量，从而影响光电子芯片的功能实现。
[0004]因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案来提高端面耦合器的性能，降低耦合损耗。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种端面耦合器结构及其形成方法，可以提高端面耦合器的性能，降低耦合损耗。
[0006]本申请的一个方面提供一种端面耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，包括：提供SOI衬底，所述SOI衬底包括底硅层、埋氧层和顶硅层，所述顶硅层中形成有硅波导结构，所述硅波导结构的宽度沿所述硅波导结构的入射端向所述硅波导结构的延伸方向逐渐增大，所述硅波导结构被包覆层包覆，所述包覆层中包括第一折射率调制区和第二折射率调制区，所述第一折射率调制区从所述入射端向所述硅波导结构的延伸方向延伸，所述第二折射率调制区邻接所述第一折射率调制区且向所述硅波导结构的延伸方向的反方向延伸；在所述第一折射率调制区中形成若干与所述硅波导结构的边缘间距相等的第一折射率调制结构，以及在所述第二折射率调制区中形成若干密度从所述入射端向远离所述入射端方向逐渐减小的第二折射率调制结构，所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构的折射率大于所述包覆层的折射率小于所述硅波导结构的折射率。2.如权利要求1所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，所述硅波导结构的材料为硅，所述包覆层的材料为二氧化硅。3.如权利要求2所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，形成所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构的方法包括：在所述包覆层表面形成图案化的光阻层，所述图案化的光阻层定义所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构的位置；以所述图案化的光阻层为掩膜刻蚀所述包覆层形成若干沟槽；去除所述图案化的光阻层；在所述若干沟槽中形成所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构。4.如权利要求3所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构的材料包括折射率大于包覆层的折射率小于硅波导结构的折射率的材料，所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构的材料包括氮化硅、氮氧化硅、富硅氧化硅。5.如权利要求2所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，形成所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构的方法包括：在所述包覆层表面形成图案化的光阻层，所述图案化的光阻层定义所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构的位置；以所述图案化的光阻层为掩膜对所述包覆层执行离子注入工艺形成所述第一折射率调制结构和第二折射率调制结构；去除所述图案化的光阻层。6.如权利要求5所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，所述离子注入工艺的注入离子包括离子直径大于氧离子直径的离子，所述离子注入工艺的注入离子包括氮、砷、磷、铝；所述离子注入工艺的注入浓度为1E16atom/cm3至1E19atom/cm3。7.如权利要求1所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，所述第一折射率调制区的长度为9微米至18微米，宽度为1.5微米至3微米；所述第二折射率调制区的长度为1微米至4微米，宽度为3微米至4微米。8.如权利要求1所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，所述第一折射率调制结构的宽度为100纳米至500纳米，所述第一折射率调制结构和所述硅波导结构之间的间距
为100纳米至400纳米。9.如权利要求1所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，所述第二折射率调制结构的横截面形状包括圆形、长方形或正多边形。10.如权利要求9所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，所述第二折射率调制结构的尺寸为80纳米至400纳米，所述第二折射率调制结构之间的间距为100纳米至600纳米。11.如权利要求1所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，所述第一折射率调制结构和所述第二折射率调制结构的上表面与所述硅波导结构的上表面共面，所述第一折射率调制结构和所述第二折射率调制结构的下表面与所述硅波导结构的下表面共面。12.如权利要求1所述的端面耦合器结构的形成方法，其特征在于，形成所述包覆层和所述第一折射率调制结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明山，高颖，
申请(专利权)人：北方集成电路技术创新中心北京有限公司，
类型：发明
国别省市：