[发明专利]端面耦合器的制造方法

权利要求书

1.一种端面耦合器的制造方法，包括：

提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括第一衬底、所述第一衬底上的绝缘层以及所述绝缘层上的半导体层；

对所述半导体层进行图案化以形成第一波导；

去除所述绝缘层和所述第一衬底的一部分，以形成延伸至所述第一衬底中的凹槽；

形成填充所述凹槽的第一介质层；

在所述第一介质层和所述第一波导上形成第二介质层；

在所述第二介质层上形成第二波导，所述第二波导包括亚波长光栅和传输波导，其中，所述亚波长光栅用于将从光纤接收的光进行模斑转换，并且将经模斑转换的光传输至所述传输波导，所述传输波导的至少一部分在竖直方向上与所述第一波导的至少一部分对准，从而将在所述传输波导中传输的光耦合至所述第一波导中；以及

形成覆盖所述第二波导的第三介质层。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：在对所述半导体层进行图案化之前，在所述半导体层上形成阻挡层，

其中，对所述半导体层进行图案化以形成第一波导，包括：

对所述阻挡层和所述半导体层进行图案化，以形成所述第一波导。

3.如权利要求2所述的方法，其中，形成填充所述凹槽的第一介质层，包括：

形成覆盖所述阻挡层并且填充所述凹槽的第一介质材料层；以及

对所述第一介质材料层进行平坦化，直到所述阻挡层被全部去除，从而形成所述第一介质层，

其中，所述第一介质层的远离所述第一衬底的表面与所述第一波导的远离所述第一衬底的表面基本上齐平。

4.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第二介质层上形成第二波导，包括：

在所述第二介质层上形成第二波导材料层；以及

对所述第二波导材料层进行图案化，以形成所述第二波导。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述凹槽在所述第一衬底中的延伸深度大于5μm。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述凹槽的竖直侧壁与所述第一波导的端部在水平方向上相距预定的距离。

7.如权利要求1所述的方法，其中，

所述传输波导的所述至少一部分包括锥形结构，并且所述第一波导的所述至少一部分包括锥形结构，并且

其中，所述传输波导的所述锥形结构在远离所述光纤的方向上渐缩，并且所述第一波导的所述锥形结构在靠近所述光纤的方向上渐缩。

8.如权利要求7所述的方法，其中，

所述传输波导的锥形结构和所述第一波导的锥形结构为线性渐变的锥形结构、双曲线锥形结构或类抛物线锥形结构。

9.如权利要求1所述的方法，其中，

所述亚波长光栅包括第一光栅部分和第二光栅部分，

其中，所述第一光栅部分包括以第一光栅周期排布的多个第一光栅结构单元，所述多个第一光栅结构单元在靠近所述光纤的方向上以及与所述靠近所述光纤的方向垂直的方向上尺寸逐渐减小，并且

其中，所述第二光栅部分包括以第二光栅周期排布的多个第二光栅结构单元以及连接至所述多个第二光栅结构单元的锥形单元，所述多个第二光栅结构单元的尺寸相同，并且所述锥形单元在靠近所述光纤的方向上渐缩。

10.一种端面耦合器，其中，所述端面耦合器通过如权利要求1-9中任一项所述的方法制造。