[发明专利]用于对半导体光子器件进行折射指数调整的机构

说明书

实施例包括包括具有设置在基板上方的波导的半导体光子器件的装置、方法和系统。波导具有包括具有第一折射指数的非晶硅的第一区段，以及包括具有不同于第一折射指数的第二折射指数的晶体硅的第二区段。半导体光子器件还包括波导的第一区段附近的加热元件。加热元件被布置成产生热量，以将波导的第一区段的非晶硅转化成具有第三折射指数的部分或完全结晶的晶体硅。第一区段中的非晶硅可以形成有由注入到第一区段中的元素引起的硅晶格缺陷。还可以描述和要求保护其他实施例。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月26日提交的名称为“MECHANISMS FOR TRIMMINGPHOTONIC DEVICES”(用于修整光子器件的机构)的美国临时专利申请No.62/906,566的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及光电子领域，并且更具体地涉及半导体光子器件。

背景技术

本文提供的背景描述是为了一般性地呈现本公开的上下文的目的。除非在本文中另外指出，本章节中描述的材料并非是对于本申请中权利要求的现有技术，并且并不因包括在本章节中而被认为是现有技术。

对增大的光带宽的需求增长可能受益于有成本效益的电路和系统解决方案。用于这种有成本效益的解决方案的一种选项可以是在半导体器件上集成光子部件以形成光子集成电路(PIC)或半导体光子器件。半导体(例如硅)光子器件有潜力为数据中心和高性能计算系统和其他应用提供低功率、高速度和高度密集的光互连和处理能力。然而，大规模实际部署半导体光子系统的挑战性障碍之一是半导体光子系统的质量可能对制造变化敏感。对半导体光子器件进行修整或折射指数调整可以指调节半导体光子器件的折射指数以校正由制造或其他因素引起的变化的工艺。

附图说明

光子集成电路的实施例通过下面结合附图的详细描述将更易于理解。为了方便该描述，相似的附图标记指示相似的结构元件。在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了实施例。

图1示意性地示出了根据各种实施例的利用半导体光子器件的示例性通信系统。

图2(a)-2(h)示意性地示出了根据各种实施例的包括包含用于修整的非晶硅的第一区段和包含晶体硅的第二区段的半导体光子器件的框图。

图3(a)-3(c)示意性地示出了根据各种实施例的用于形成包括包含用于修整的非晶硅的第一区段和包含晶体硅的第二区段的半导体光子器件的工艺。

图4(a)-4(c)示意性地示出了根据各种实施例的由包括包含用于修整的非晶硅的第一区段和包含晶体硅的第二区段的半导体光子器件实现的光相位偏移。

图5示意性地示出了根据各种实施例的在修整工艺期间环形调制器的波导中的附加损耗。

图6(a)-6(b)示出了根据各种实施例的反馈环路的框图和系统性能，所述反馈环路能够将待测器件(DUT)修整到目标波长。

图7(a)-7(b)示出了根据各种实施例的在修整之前和之后的光子器件的图像和系统性能。

图8示意性地示出了根据各种实施例的具有用于与图1-图7的各种部件和工艺的光子调整单元的示例性计算和光设备。

具体实施方式

以下详细描述参考了附图。在不同附图中可以使用相同的附图标记来识别相同或类似的元件。在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了特定细节，例如特定的结构、架构、接口、技术等，以便提供对各种实施例的各种方面的透彻理解。然而，受益于本公开的本领域中的技术人员将显而易见的是，可以在没有这些特定细节的其他示例中实践各种实施例的各种方面。在某些实例中，省略了对公知器件、电路和方法的描述，以免因不必要的细节使各种实施例的描述难以理解。