【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及光学器件，更具体地涉及光波导。
技术介绍
1、硅光子器件能够实现低成本的集成光学电路。此外，混合硅/iii-v族材料平台便于将激光器以及其它有源器件直接集成到芯片上的光学电路中，从而消除了将光从外部光源耦合到光学电路中的需要，这将导致光耦合损耗并降低功率效率。混合硅/iii-v光学电路通常包括波导过渡结构以在硅波导和iii-v波导之间耦合光。在具有约500nm的硅器件层厚度的晶片中，可以由硅宽度锥形成有效波导过渡，沿着硅宽度锥，模式有效折射率可以在高于和低于iii-v波导的折射率的值之间变化。然而，许多铸造厂使用具有约220nm的硅器件层厚度的晶片，这允许更高速的硅光学调制器。这种薄硅层导致硅和iii-v波导之间的折射率失配，而传统的硅锥形不能克服这种折射率失配。因此，为了利用混合硅/iii-v和薄硅光子电路的优点，需要新的波导过渡结构。
技术实现思路
1、根据本公开的一些实施例，提供了一种器件，包括：衬底，包括由下部介电层分隔的下部硅层和上部硅层；接合到衬底的iii-v结构；以及在衬底和iii-v结构中形成波导过渡结构，波导过渡结构包括沿光轴的第一区段、第二区段和第三区段，其中：
2、第一区段包括形成在上部硅层中的第一上部波导段，第一上部波导段的宽度从第一宽度增加到第一区段和第二区段之间的界面处的第二宽度，iii-v结构与第一上部波导段重叠；第二区段包括形成在上部硅层中的第二上部波导段和形成在下部硅层中的第一下部波导段，第二上部波导段的宽度从第一区
3、根据本公开的一些实施例，提供了一种制造光子器件的方法，方法包括：提供包括设置在绝缘层上的下部硅层的衬底，衬底包括沿光子器件的光轴顺序布置的第一区段、第二区段和第三区段；在第一区段和第二区段中的下部硅层上方形成上部硅层，其中下部介电层将上部硅层和下部硅层分隔开；图案化上部硅层以形成述第一区段中的第一上部波导段，第一上部波导段的宽度从第一宽度增加到第一区段和第二区段之间的界面处的第二宽度；以及第二区段中的第二上部波导段，第二上部波导段的宽度从第一区段和第二区段之间的界面处的第二宽度减小到第二区段和第三区段之间的界面处的第三宽度；图案化下部硅层以形成：第二区段中的第一下部波导段，第一下部波导段在第二区段和第三区段之间的界面处具有大于第三宽度的第四宽度；以及在第三区段中具有第四宽度的第二下部波导段，第二下部波导段与第一下部波导段连续地形成在下部硅层中；在上部硅层上方形成顶部介电层；将iii-v半导体结构接合到第一区段中的顶部介电层；以及图案化iii-v半导体结构以形成与第一区段中的第一上部波导段重叠的iii-v波导。
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1.一种器件，包括：
2.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一区段还包括在所述下部硅层中的板，并且其中所述第一下部波导段的宽度从所述第一区段和所述第二区段之间的所述界面处的第五宽度减小到所述第二区段和所述第三区段之间的所述界面处的第四宽度，所述第五宽度大于所述第二宽度。
3.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一区段还包括第三下部波导段，所述第三下部波导段的宽度从所述第一宽度增加到所述第一区段与所述第二区段之间的所述界面处的所述第二宽度，并且其中所述第一下部波导段具有所述第四宽度。
4.根据权利要求1所述的器件，还包括将所述III-V结构与所述上部硅层隔开的顶部介电层。
5.根据权利要求4所述的器件，其中所述顶部介电层具有小于100nm的厚度。
6.根据权利要求1所述的器件，其中所述下部硅层和所述上部硅层各自具有在100nm和300nm之间的厚度。
7.根据权利要求1所述的器件，其中所述III-V结构包括远离所述光轴成角度的弯曲部分，所述弯曲部分在所述第二区段的至少一部分中使所述III-V结构与所述上部硅层
8.根据权利要求7所述的器件，其中所述III-V结构的所述弯曲部分终止在光俘获结构。
9.根据权利要求6所述的器件，其中所述下部硅层包括光调制器，所述光调制器包括掺杂的p-n结。
10.根据权利要求1所述的器件，还包括：
11.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一上部波导段的所述第一宽度为0.3μm或更小，并且所述第一上部波导段的所述第二宽度在1μm与3μm之间。
12.根据权利要求1所述的器件，其中所述第二上部波导段的所述第三宽度是0.5μm或更小。
13.根据权利要求1所述的器件，其中所述第二下部波导段的所述第四宽度在0.5μm与3μm之间。
14.根据权利要求1所述的器件，其中所述第三区段没有所述上部硅层和所述III-V结构。
15.根据权利要求1所述的器件，其中所述III-V结构包括台面型p-i-n结构。
16.根据权利要求15所述的器件，其中所述台面型p-i-n结构包括：
17.一种制造光子器件的方法，所述方法包括：
18.根据权利要求17所述的方法，
19.根据权利要求17所述的方法，
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种器件，包括：
2.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一区段还包括在所述下部硅层中的板，并且其中所述第一下部波导段的宽度从所述第一区段和所述第二区段之间的所述界面处的第五宽度减小到所述第二区段和所述第三区段之间的所述界面处的第四宽度，所述第五宽度大于所述第二宽度。
3.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一区段还包括第三下部波导段，所述第三下部波导段的宽度从所述第一宽度增加到所述第一区段与所述第二区段之间的所述界面处的所述第二宽度，并且其中所述第一下部波导段具有所述第四宽度。
4.根据权利要求1所述的器件，还包括将所述iii-v结构与所述上部硅层隔开的顶部介电层。
5.根据权利要求4所述的器件，其中所述顶部介电层具有小于100nm的厚度。
6.根据权利要求1所述的器件，其中所述下部硅层和所述上部硅层各自具有在100nm和300nm之间的厚度。
7.根据权利要求1所述的器件，其中所述iii-v结构包括远离所述光轴成角度的弯曲部分，所述弯曲部分在所述第二区段的至少一部分中使所述iii-v结构与所述上部硅层解耦。
8.根据权利要求7所述的器件，其中所述iii...
【专利技术属性】
技术研发人员：云汉，E·J·诺伯格，J·帕克，
申请(专利权)人：无盖灯光电公司，
类型：发明
国别省市：
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