[发明专利]一种SOI基三维交叉波导及其制作方法

摘要

本发明公开了一种SOI基三维交叉波导及其制作方法，利用低温键合技术，在第一层SOI波导上制作多层高折射率波导，且第一路SOI波导的输入、输出部分分别和其上各层波导间构成高效的光学上行、下行耦合结构，顶层波导与第一层波导的第二路或更多路SOI波导构成三维交叉结构。这种由多层波导级联构成的三维交叉结构中，相邻层波导的间隙较小，光学上下耦合效率很高；顶层波导与第一层波导在垂直方向有足够厚的低折射率介质隔离，交叉损耗和串扰很小。另外，采用波导宽度绝热锥形渐变耦合的光学上下耦合结构，带宽和工艺容差大。

主权项

一种SOI基三维交叉波导，其特征在于，该SOI基三维交叉波导包括：刻蚀SOI的顶层硅制作的第一层波导结构，该第一层波导结构包括：第一路SOI波导，且该第一路SOI波导被断开为第一层输入(1‑1‑1)、第一层输出(1‑1‑2)两部分；以及第二路SOI波导(1‑2‑1)或更多路SOI波导(1‑2‑2)，该第二路SOI波导(1‑2‑1)或更多路SOI波导(1‑2‑2)穿过该第一路SOI波导的断开处且在与SOI表面平行的平面上与该第一路SOI波导以任意角度交叉；在该第一层波导结构的第一路SOI波导之上制作的第二层高折射率波导结构，该第二层高折射率波导结构被断开为第二层输入(2‑1)、第二层输出(2‑2)两部分，且该第二层输入(2‑1)与该第一路SOI波导的第一层输入(1‑1‑1)构成光学上行耦合结构，该第二层输出(2‑2)与该第一路SOI波导的第一层输出(1‑1‑2)构成光学下行耦合结构；在该第二层高折射率波导结构之上制作的第三层或者更多层高折射率波导结构；其中，相邻两层波导结构之间构成光学上行或下行耦合结构，顶层波导(3)不再断开，且在制作有顶层波导(3)的SOI之上覆盖低折射率介质(4)作为包层，并由顶层波导(3)与第一层波导的第二路SOI波导(1‑2‑1)或更多路SOI波导(1‑2‑2)构成三维交叉结构。