[发明专利]一种波导结构的参数优化方法

说明书

本公开提供一种波导结构的参数优化方法，方法包括：通过获取目标光刻工艺的特征尺寸；根据预设优化算法对波导结构的宽度渐变结构进行参数优化，得到优化结果，所述优化结果包括预设数量的优化点；根据所述特征尺寸调整所述预设数量，继续根据预设优化算法对所述宽度渐变结构进行参数优化，直至满足预设条件后结束参数优化；所述预设条件包括：优化结果中相邻优化点之间宽度差值大于等于所述特征尺寸，且优化点的数量大于等于预设阈值，相比于现有技术，采用本公开参数优化方法设计制作的波导结构，能够达到更小的插损和串扰，并且仅采用一层刻蚀，简化了制作工艺。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体涉及一种波导结构的参数优化方法。

背景技术

光交叉波导就是两个不同方向的光波导发生交叉，类似一个十字架。当多个光器件进行互连时，会遇到互连波导发生交叉的情况，在器件较少的情况下，可以通过一定的办法规避使用光交叉波导，但是当器件规模达到一定规模时，光交叉波导变得必不可少。

为了光仍然沿着初始波导的方向传播，而不是进入到另一个方向的波导中。如果仅仅是两个单模波导垂直排布，会有较大的能量在交叉区域处散射到衬底中。从波导本征模式的角度看，在交叉区域，波导的宽度发生突变，模式的有效折射率也相应变大。从全反射的角度看，全反射条件在交叉区域处被破坏，光场发生衍射。因此必须对交叉区域做精心的设计，降低插损和串扰。

对于光交叉波导结构，一般采用FDTD(时域有限差分)算法仿真设计结构，通常结构如图1a和图1b所示，可见，现有的光交叉波导结构为了达到更低的插损和串扰，需要进行两层刻蚀。图1a示出了现有光交叉波导结构的设计版图；图1b示出了现有光交叉波导结构的电镜照片。

如何在至少达到现有水平的插损和串扰的情况下，简化光交叉波导结构的制作工艺，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本公开的目的是提供一种波导结构的参数优化方法。

本公开提供一种波导结构的参数优化方法，包括：

获取目标光刻工艺的特征尺寸，所述目标光刻工艺用于制作所述波导结构，所述波导结构包括宽度渐变结构；

根据预设优化算法对所述波导结构的宽度渐变结构进行参数优化，得到优化结果；所述优化结果包括预设数量的优化点，每个优化点对应所述宽度渐变结构的初始宽度至终止宽度中的一个宽度；所述预设数量大于等于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值；

根据所述特征尺寸调整所述预设数量，继续根据预设优化算法对所述宽度渐变结构进行参数优化，直至满足预设条件后结束参数优化；

所述预设条件包括：优化结果中相邻优化点之间宽度差值大于等于所述特征尺寸，且优化点的数量大于等于预设阈值。

根据本公开的一些实施方式中，所述方法还包括：

根据所述宽度渐变结构的长度和所述特征尺寸确定所述第二预设阈值。

根据本公开的一些实施方式中，所述根据所述宽度渐变结构的长度和所述特征尺寸确定所述第二预设阈值，包括：

将所述宽度渐变结构的长度与所述特征尺寸的比值，取整后作为所述第二预设阈值。

根据本公开的一些实施方式中，所述根据所述特征尺寸调整所述预设数量，包括：

统计优化结果中相邻优化点之间宽度差值小于所述特征尺寸的第一数量；

当前预设数量减去所述第一数量得到第二数量，将所述第二数量作为下一轮优化中优化点的预设数量。

根据本公开的一些实施方式中，所述预设优化算法包括粒子群算法。

根据本公开的一些实施方式中，所述宽度渐变结构上相邻优化点之间的距离相等。