[发明专利]半导体器件

说明书

提供一种半导体器件，其包括低损耗光波导。包括在半导体器件中的光波导具有覆盖有分别具有不同折射率的第一和第二包层的芯层。芯层的一部分以第一比率覆盖，即，第一包层与第二包层的比率，同时以第二比率覆盖，即，第二包层与第一包层的比率。此时，第一比率和第二比率均为大于0的有限值。

相关申请的交叉引用

于2017年9月5日提交的日本专利申请No.2017-170268的公开内容，包括说明书、附图和摘要，通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，例如，当应用于包括使用硅光子技术形成的光波导的半导体器件时有效的技术。

背景技术

日本未审专利申请公开No.2000-66048(专利文献1)描述了一种涉及具有石英基光波导的半导体器件的技术，所述石英基光波导对于每种形状具有最佳折射率差。

日本未审专利申请公开No.2000-131547(专利文献2)描述了一种在具有弯曲波导和线性波导的光波导中控制芯的折射率以使得在弯曲波导中的芯和包层之间的折射率差高于在线性波导中的芯和包层之间的折射率差的技术。

[专利文献]

[专利文献1]日本未审专利申请公开No.2000-66048

[专利文献2]日本未审专利申请公开No.2000-131547

发明内容

在硅光子技术中，例如，通过处理SOI(绝缘体上硅)衬底的硅层形成光波导的芯层，并且形成覆盖该芯层的氧化硅层作为包层。在具有这种配置的光波导中，要求芯层的折射率高于包层的折射率，以便满足芯层和包层之间界面处的全反射条件。

在这一点上，当芯层由线性部分和弯曲部分组成时，从减小散射损耗的观点来看，折射率差优选地取决于芯层的形状而不同，更具体地，在线性部分处的芯层和包层之间的最佳折射率差优选地不同于在弯曲部分处的芯层和包层之间的最佳折射率差。为此，可以考虑形成在覆盖构成线性部分的芯层的包层的折射率和覆盖构成弯曲部分的芯层的包层的折射率之间不同的光波导作为一种措施。然而，作为研究的结果，本发明人新发现，在覆盖芯层的包层的折射率在光波导中沿传播的光的方向急剧变化的情况下，由于在具有各自不同折射率的包层之间的界面处的光散射导致光损耗。这意味着在实现具有由线性部分和弯曲部分组成的芯层的低损耗光波导方面存在改进的空间。

根据本文的描述和附图，其他问题和新颖特征将是显而易见的。

包括在一个实施例的半导体器件中的光波导具有覆盖有第一包层的芯层和分别具有不同折射率的第二包层。芯层的一部分以第一比率覆盖，即，第一包层与第二包层的比率，同时以第二比率覆盖，即，第二包层与第一包层的比率。第一比率和第二比率均为大于0的有限值。

上述实施例可以提供一种包括光波导的半导体器件，该光波导能够以低光损耗在其中传播光。

附图说明

图1示出了现有技术的光波导的示意性配置；

图2是沿图1的A-A线的示意性截面图；

图3示出了第一实施例的光波导的示意性配置；

图4是沿图3的A-A线的截面图；

图5是沿图3的B-B线的截面图；

图6是沿图3的C-C线的截面图；

图7是沿图3的D-D线的截面图；

图8示意性示出了第一实施例的变形例1的光波导；

图9示意性示出了第一实施例的变形例1的光波导；

图10示意性示出了第一实施例的变形例2的光波导；