[发明专利]光波模式转换装置及其制造方法在审
| 申请号： | 201810810996.0 | 申请日： | 2018-07-23 |
| 公开（公告）号： | CN110749955A | 公开（公告）日： | 2020-02-04 |
| 发明（设计）人： | 王庆;方青;汪巍;涂芝娟;曾友宏;蔡艳;王书晓;余明斌 | 申请（专利权）人： | 上海新微技术研发中心有限公司 |
| 主分类号： | G02B6/14 | 分类号： | G02B6/14;G02B6/13 |
| 代理公司： | 31294 上海盈盛知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 孙佳胤;陈丽丽 |
| 地址： | 201800 上*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 波导 开口 光波模式 转换装置 半导体技术领域 工艺复杂度 光耦合端面 对齐设置 光学器件 同层设置 逐渐增大 耦合效率 低损耗 折射率 互连 指向 制造 | ||
1.一种光波模式转换装置，其特征在于，包括同层设置的第一波导和第二波导，且所述第一波导的折射率大于所述第二波导；所述第二波导朝向所述第一波导的端部具有开口，所述开口的宽度沿所述第二波导指向所述第一波导的方向逐渐增大，且所述第一波导的光耦合端面与所述开口对齐设置。
2.根据权利要求1所述的光波模式转换装置，其特征在于，所述第一波导为硅波导，所述第二波导为氮化硅波导，所述开口内填充有硅锥形结构，所述硅锥形结构的底面与所述第一波导的光耦合端面对齐连接。
3.根据权利要求2所述的光波模式转换装置，其特征在于，还包括SOI衬底，所述第一波导及所述硅锥形结构由所述SOI衬底的顶层硅制造而成，所述第二波导位于所述SOI衬底的埋氧化层表面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光波模式转换装置，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导厚度相同。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的光波模式转换装置，其特征在于，还包括覆盖于所述第一波导与所述第二波导表面的上包层。
6.根据权利要求5所述的光波模式转换装置，其特征在于，所述上包层的材料为二氧化硅。
7.一种光波模式转换装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供衬底；
形成第一波导于所述衬底表面；
形成第二波导于所述衬底表面，所述第二波导的折射率小于所述第一波导，且所述第二波导朝向所述第一波导的端部具有开口，所述开口的宽度沿所述第二波导指向所述第一波导的方向逐渐增大，且所述第一波导的光耦合端面与所述开口对齐设置。
8.根据权利要求7所述的光波模式转换装置的制造方法，其特征在于，所述衬底为SOI衬底；形成第一波导于所述衬底表面的具体步骤包括：
刻蚀所述SOI衬底的顶层硅，同时形成第一波导及硅锥形结构、并限定出第二波导区域；所述硅锥形结构的底面与所述第一波导的光耦合端面对齐设置。
9.根据权利要求8所述的光波模式转换装置的制造方法，其特征在于，所述第二波导区域具有开口，所述开口的宽度沿所述第二波导区域指向所述第一波导的方向逐渐增大，所述硅锥形结构位于所述开口内；形成第二波导于所述衬底表面的具体步骤包括：
刻蚀所述第二波导区域的顶层硅，暴露所述SOI衬底的埋氧化层；
沉积第二波导材料于所述第二波导区域的所述埋氧化层表面，形成所述第二波导层。
10.根据权利要求9所述的光波模式转换装置的制造方法，其特征在于，还包括如下步骤：
沉积二氧化硅于所述第一波导、所述第二波导表面，形成上包层。
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