[发明专利]由密封腔体底切的光学组件

说明书

本发明涉及由密封腔体底切的光学组件，提供包括例如边缘耦合器的光学组件的结构，以及制造包括例如边缘耦合器的光学组件的结构的方法。该结构包括具有密封腔体的衬底、光学组件、以及位于该光学组件与该密封腔体间的介电层。该光学组件垂直位于该衬底及该介电层上方，且该光学组件与位于该衬底中的该密封腔体重叠。

技术领域

本发明涉及光子芯片，尤其涉及包括例如边缘耦合器(edge coupler)的光学组件的结构以及制造包括例如边缘耦合器的光学组件的结构的方法。

背景技术

光子芯片用于许多应用及系统中，包括但不限于数据通信系统及数据计算系统。光子芯片将光学组件(例如波导、光检测器、调制器，以及光功率分配器)与电子组件(例如场效应晶体管)集成于统一的平台中。可通过在同一芯片上集成两种类型的组件来减小布局面积、成本以及操作开销等因素。

边缘耦合器(也称为光斑尺寸转换器)通常用于将来自光源例如激光器或光纤的给定模式的光耦合至该光子芯片上的光学组件。该边缘耦合器可包括波导芯段，其定义邻近该光源设置的倒锥(inverse taper)。倒锥是指由沿模式传播方向宽度逐渐增加表征的波导芯的锥形段。在该边缘耦合器构造中，该倒锥的窄端提供邻近该光源设置的小平面(facet)，且该倒锥的宽端与该波导芯的另一段连接，以将光路由至该光子芯片的该光学组件。

当光从该光源传输至该边缘耦合器时，该倒锥的逐渐变化的剖面面积支持模式转换以及与模式转换相关的模式尺寸变化。位于该倒锥的顶端的该窄端不能完全限制自该光源接收的入射模式，因为位于其窄端的顶端的剖面面积非常小于模式尺寸。因此，入射模式的电磁场的很大一部分分布于该倒锥的顶端周围。随着宽度增加，该倒锥可支持全部入射模式，并限制电磁场。

传统的边缘耦合器可能呈现至光子芯片的衬底的显著泄漏损失，尤其对于大模式尺寸。已证明难以实施令人满意的纠正措施。

需要改进的包括光学组件(例如边缘耦合器)的结构以及制造包括光学组件(例如边缘耦合器)的结构的方法。

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种结构包括具有密封腔体的衬底、光学组件、以及位于该光学组件与该密封腔体之间的介电层。该光学组件垂直位于该衬底及该介电层上方，且该光学组件与位于该衬底中的该密封腔体重叠。

在本发明的一个实施例中，一种方法包括形成光学组件，以及在衬底中形成密封腔体。介电层设置于该光学组件与该密封腔体之间。该光学组件垂直位于该衬底及该介电层上方，且该光学组件与位于该衬底中的该密封腔体重叠。

附图说明

包含于并构成本说明书的一部分的附图示例说明本发明的各种实施例，并与上面所作的有关本发明的概括说明以及下面所作的有关该些实施例的详细说明一起用以解释本发明的该些实施例。在该些附图中，类似的附图标记表示不同视图中类似的特征。

图1显示依据本发明的实施例处于处理方法的初始制造阶段的结构的顶视图。

图2显示大体沿图1中的线2-2所作的该结构的剖视图。

图2A显示大体沿图1中的线2A-2A所作的该结构的剖视图。

图2B显示大体沿图1中的线2B-2B所作的该结构的剖视图。

图3显示处于图1之后的该处理方法的制造阶段的该结构的顶视图。

图4显示大体沿图3中的线4-4所作的该结构的剖视图。

图4A显示大体沿图3中的线4A-4A所作的该结构的剖视图。

图4B显示大体沿图3中的线4B-4B所作的该结构的剖视图。

图5显示处于图3之后的该处理方法的制造阶段的该结构的顶视图。