[发明专利]光波导电路和使用该光波导电路的多芯中央处理单元

说明书

2008年2月26日提交的日本专利申请No.2008-044952的包括说明书、权利要求书、附图和摘要的整体公开内容在此引用作为参考。

技术领域

本发明涉及一种电路结构中的交叉部分的光波导结构，在该电路结构的一部分中光波导基本上彼此交叉。

背景技术

随着对可以使用硅LSI的成熟工艺技术的硅光子学的研究的发展，近年来，有可能实现非常精细的、且甚至在锐弯处产生低损耗的光波导。因此，使得发射/接收模块和用于光通信的系统的小型化和低功耗、以及将光互连引入和集成到硅LSI成为可能。这种光波导的潜在的候选物是硅(Si)窄线波导，该硅窄线波导可以通过相对比较简单的技术形成在绝缘体上硅(SOI)衬底上。

为了在满足对信号量和通信速度的日益要求的同时抑制成本，重要的是，提高光波导电路的集成度。因此，要求波导不仅平行地布置而且彼此交叉。然而，在以Si窄线波导为代表的光波导中，已知的是，分别传播通过彼此交叉的两个或更多个波导的信号光被散射和反射，并且在交叉部分中相互干涉，从而引起高损耗或串扰。设计必须形成很多交叉部分的光波导电路是困难的。

在常规交叉光波导电路中，例如，两个Si窄线波导彼此交叉，并且，信号光传播越过交叉部分。此时，在交叉部分出现光的散射、反射、干涉和串扰，所以，在信号光之一的传播特性方面可能会出现约1.5dB的损耗和-9.2dB的串扰。由于该部分具有点对称结构，所以在这两个交叉波导中的传播光信号中自然产生这种高的损耗和串扰。

另一方面，也已知有一种技术，其中，例如，在交叉部分中的波导形成为卵形，从而降低损耗和串扰的水平(例如，参见非专利文献1)。在此结构中，交叉部分中的光散射被抑制，并且，能实现优异的传播，其中，在卵形波导中传播的信号光中出现约0.1dB的损耗和-25dB的串扰。

然而，在此结构中，与常规结构相比而言，没有形成为卵形的光波导的传播特性被削弱，从而导致损耗和串扰高。而且，该非专利文献描述了，当试图将卵形结构应用到这两个交叉波导以降低波导中的信号光的损耗时，损耗为1.2dB或者在1.5dB附近的水平，在没有采用对策的情况下得到1.5dB的损耗。

但是，在该结构中，考虑到这两个交叉光波导的传播特性几乎不能都得到改善，也就是说，只有一个交叉光波导的传播特性可以得到改善。通过具有这样特性的交叉光波导几乎不能实现要求很多交叉部分的光互连的高密度集成。

在光波导彼此交叉的部分中，不仅使得在一个波导中传播的信号光难以以低损耗、低串扰传播，而且使得在这些波导中传播的所有的信号光都难以以低损耗、低串扰传播。当在这些波导中传播的所有的信号光都不能以低损耗、低串扰传播时，在电路设计中几乎不能包含交叉部分，从而降低了电路设计的自由度，并阻止光互连的高密度集成。

发明内容

本发明提供一种光波导电路，该光波导电路包括：形成在衬底上的下包层；第一光波导，其形成在下包层上以将下包层分隔成第一部分和第二部分；形成在第一部分上的第二光波导，该第二光波导包括指向第一光波导的侧面的梢端部分，该梢端部分以渐缩的方式变窄；以及形成在第二部分上的第三光波导，该第三光波导包括指向第二光波导的梢端部分的梢端部分，该第三光波导的梢端部分以渐缩的方式变窄。

附图说明

可以参照附图详细地描述实施例，在附图中：

图1是示出本发明中的交叉光波导结构的视图；

图2是示出第一实施例中的交叉光波导结构的透视图；

图3是示出第一实施例中的交叉光波导结构的截面图；

图4A-4C是示出在第一实施例的交叉光波导中光传播的方式的视图；以及

图5是示意性地示出第二实施例中的光波导电路的配置的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述本发明。

首先，将参照附图描述本发明的光波导的波导原理。