[发明专利]端面耦合器和半导体器件

权利要求书

1.一种端面耦合器，包括：

衬底，所述衬底中具有凹槽；

隔离层，所述隔离层位于所述衬底上；

覆盖层，所述覆盖层位于所述隔离层上；

第一光波导，所述第一光波导位于所述凹槽上方并且包括所述隔离层的一部分和所述覆盖层的一部分；以及

第二光波导，所述第二光波导位于所述覆盖层内并且关于所述第一光波导的中心轴线对称地形成，所述第二光波导包括第一子光波导和第二子光波导，所述第二子光波导形成于所述第一子光波导上并且与所述第一子光波导对准；

其中，所述第一子光波导包括依次连接的第一渐变区域、第一线性区域、第二渐变区域和平板区域，所述第一渐变区域的宽度和所述第二渐变区域的宽度在远离所述第一光波导的靠近光纤的端面的方向上逐渐增大，所述第一线性区域的宽度保持不变，并且

其中，所述第二子光波导包括依次连接的第三渐变区域和第二线性区域，所述第三渐变区域的宽度在远离所述第一光波导的所述端面的方向上逐渐增大，所述第二线性区域的宽度保持不变,

其中，所述第一子光波导还包括第三线性区域，所述第三线性区域与所述第一渐变区域邻接并且比所述第一渐变区域更靠近所述第一光波导的所述端面，并且

其中，所述第三线性区域的宽度保持不变并且小于或者等于所述第一渐变区域的最窄部分的宽度。

2.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，所述第一渐变区域、所述第二渐变区域和所述第三渐变区域为线性渐变区域或者非线性渐变区域。

3.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，所述第一线性区域的宽度大于或者等于所述第一渐变区域的最宽部分的宽度，并且小于或者等于所述第二渐变区域的最窄部分的宽度，并且其中，所述平板区域的宽度大于或者等于所述第二渐变区域的最宽部分的宽度。

4.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，所述第二线性区域的宽度大于或者等于所述第三渐变区域的最宽部分的宽度。

5.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，所述第二线性区域的顶部的宽度在100nm～4μm的范围内。

6.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，所述第二线性区域的侧壁相对于所述第二线性区域的底部的夹角在20～90°的范围内。

7.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，所述第一渐变区域的长度大于5μm，并且其中，所述第一线性区域的长度大于5μm。

8.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，所述第三渐变区域的长度大于5μm。

9.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，所述第二线性区域的远离所述光纤的端面与所述平板区域的远离所述光纤的端面位于同一平面上。

10.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，

所述第三线性区域的侧壁相对于所述第三线性区域的底部的夹角在20～90°的范围内。

11.根据权利要求1所述的端面耦合器，其中，

所述第二子光波导还包括第四线性区域，所述第四线性区域与所述第三渐变区域邻接并且比所述第三渐变区域更靠近所述第一光波导的所述端面，并且

其中，所述第四线性区域的宽度保持不变并且小于或者等于所述第三渐变区域的最窄部分的宽度。

12.根据权利要求11所述的端面耦合器，其中，所述第三线性区域的端面和所述第四线性区域的端面为三角形，梯形或者矩形中的一种。

13.根据权利要求1-9中任一项所述的端面耦合器，其中，

所述第一子光波导的靠近光纤的端面与所述第一光波导的所述端面相距第一预定距离，所述第二子光波导的靠近光纤的端面与所述第一光波导的所述端面相距第二预定距离，所述第二预定距离大于或者等于所述第一预定距离。