[发明专利]控制光电路中的温度

说明书

背景技术

材料的折射率是描述光能如何传播穿过该材料的数值。折射率取决于传播穿过该材料的波长，使得折射率可以对相同材料中不同的波长来说是不同的。许多透明材料的折射率在1和2之间。例如，空气具有1的折射率，并且水具有1.333的折射率。

透光材料可以在电路器件中用于中继信息。例如，由具有适当折射率的透明材料制成的芯可以输送调制的光信号。通常，芯具有比包层的折射率更高的折射率。在一些情况下，芯由具有3.51的折射率的硅制成，包层由具有1.46的折射率的二氧化硅制成。因为光趋于保留在具有较高折射率的材料内的全内反射现象，所以芯材料用作传输光信号的波导。

附图说明

附图示出本文描述原理的各示例并且是说明书的一部分。所示出的示例仅仅是示例，而不限制权利要求的范围。

图1是根据本文描述的原理的电路器件的示例的图。

图2是根据本文描述的原理的电路器件的示例的图。

图3是根据本文描述的原理的电路器件的示例的图。

图4是根据本文描述的原理的用于形成热控制光电路的方法的示例的图。

图5是根据本文描述的原理的制造光学器件的示例的图。

图6是根据本文描述的原理的光学特性的示例的图。

图7是根据本文描述的原理的光学特性的示例的图。

图8是根据本文描述的原理的光学特性的示例的图。

图9是根据本文描述的原理的光学特性的示例的图。

图10是根据本文描述的原理的光学特性的示例的图。

图11是根据本文描述的原理的电路设备的示例的图。

具体实施方式

在芯材料由半导体材料制成的示例中，芯材料的光学特性可以随载流子浓度改变。例如，在电场使半导体材料中的电子和空穴移动时，半导体材料的折射率也改变。随着折射率改变，芯材料导光的能力也改变。因此，可以通过控制芯材料附近的电场来调制光信号。

然而，如果利用电场的这种信号调制发生在具有电流的电路中，则其通过焦耳发热在芯材料中产生温度升高。通常，只要存在电流，材料中无法避免的电阻就导致发热。热向较冷的区域扩散，从而沿芯的光学路径产生不一致的温度。这种不一致导致信号的可靠性差以及调制信号的能力下降。

本文描述的原理包括用于分布芯材料中和周围的温度以减少和/或消除温度变动的机制。用于控制光电路中的温度的光学器件可以包括位于底包层和上包层之间的波导。底包层可以被沉积在基板上，并且上包层可以由导热的电介质材料制成。

在以下描述中，为了解释，阐明了许多具体细节以提供本发明的系统和方法的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的装置、系统和方法将是显而易见的。说明书中引用的“示例”或类似语言的意思是描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个示例中，而不一定在其它示例中。

图1是根据本文描述的原理的电路器件(100)的示例的图。在本示例中，电路器件(100)是光学器件，其被制成为在集成电路中输送光学信号。光可以用光源产生，并且通过像波导结构(106)这样的光学总线被传输至另一位置。响应于光到达其目的地的，光可以被转换为用于处理的电信号。

在所示出的示例中，电路器件(100)具有在基板(104)上沉积的底包层(102)。在一些示例中，底包层(104)由像二氧化硅这样的电介质材料制成。在一些示例中，底包层(102)至少一个微米厚，但是任意厚度都可以与本文描述的原理兼容。

在所示出的示例中，在底包层(102)上形成波导结构(106)。波导结构(106)可以由展示出半导体性质的材料制成。该波导的材料可以具有比在波导结构(106)上沉积的上包层(108)的折射率更高的折射率。在一些示例中，该波导的材料具有大于3的折射率，而上包层(108)具有小于3的折射率。在一些示例中，该波导的材料由硅制成并且具有3.51的折射率。在上包层(108)由金刚石制成的一些示例中，上包层的折射率是2.383。在上包层(108)由氮化铝制成的一些示例中，上包层的折射率是2.124。因为上包层(108)可以覆盖该波导的材料的整个暴露表面(110)，所以可以防止光从波导结构(106)中泄露出去。虽然已经关于特定折射率值描述了上面的示例，但是由所指定的材料展示出的任意折射率值都可以与本文描述的原理兼容。