一种SOI基三维交叉波导及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种SOI基三维交叉波导及其制作方法，利用低温键合技术，在第一层SOI波导上制作多层高折射率波导，且第一路SOI波导的输入、输出部分分别和其上各层波导间构成高效的光学上行、下行耦合结构，顶层波导与第一层波导的第二路或更多路SOI波导构成三维交叉结构。这种由多层波导级联构成的三维交叉结构中，相邻层波导的间隙较小，光学上下耦合效率很高；顶层波导与第一层波导在垂直方向有足够厚的低折射率介质隔离，交叉损耗和串扰很小。另外，采用波导宽度绝热锥形渐变耦合的光学上下耦合结构，带宽和工艺容差大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用于光通信、光互连、光计算等领域的交叉波导，特别是涉及一种基于SOI材料的三维交叉波导及其制作方法。
技术介绍
随着微处理器中晶体管的集成度不断提高，对互连带宽的需求也相应地增长，电互连存在的闻功耗、大时延、闻串扰等寄生效应日益显者，成为进一步提升带宽的瓶颈。绝缘体上娃(Silicon on Insulator, SOI)是一种主要用于高端大规模集成电路的娃材料。SOI基光互连除了具有低功耗、高带宽、低串扰等光互连的基本优点外，相比其他材料还有更多的优势与CMOS工艺兼容；易于单片上光电子集成；折射率差大，器件集成度高。将SOI基光互连网络引入到大规模集成电路中，在单片上实现光电子集成回路，被认为是突破·电互连瓶颈的一种有前景的方案。波导的交叉是光互连网络中不可避免的问题，SOI基光波导结构的折射率差大，交叉区域的强散射导致更显著的损耗与串扰。一般的二维单层交叉波导通过扩展交叉区域、覆盖低折射率包层、改变交叉角度、引入亚波长光栅、激发多模干涉自映像等方法来减弱交叉造成的影响。但这些方法从原理上都存在一定损耗和串扰，当交叉数目大量增加时，就会显著地降低器件的性能。专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SOI基三维交叉波导，其特征在于，该SOI基三维交叉波导包括：刻蚀SOI的顶层硅制作的第一层波导结构，该第一层波导结构包括：第一路SOI波导，且该第一路SOI波导被断开为第一层输入(1?1?1)、第一层输出(1?1?2)两部分；以及第二路SOI波导(1?2?1)或更多路SOI波导(1?2?2)，该第二路SOI波导(1?2?1)或更多路SOI波导(1?2?2)穿过该第一路SOI波导的断开处且在与SOI表面平行的平面上与该第一路SOI波导以任意角度交叉；在该第一层波导结构的第一路SOI波导之上制作的第二层高折射率波导结构，该第二层高折射率波导结构被断开为第二层输入(2?1)、第二层输出(2?2...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邢界江，李智勇，肖希，储涛，俞育德，余金中，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：