垂直光栅耦合器的制作方法

本技术实施例涉及垂直光栅耦合器及其形成方法。

背景技术：

1、硅光子已快速变成主流技术，尤其在光子集成电路(pic)中。这些电路是基于绝缘体上硅(soi)平台来达成高速光学通信。

技术实现思路

1、本实用新型的实施例涉及一种用于制造垂直光栅耦合器的方法，其包括：在衬底上的第一光学选路层中形成第一波导；在所述第一波导中形成第一光栅，所述第一光栅包括具有第一光栅周期的多个第一光栅脊；在所述第一波导上方由第一电介质材料形成电介质层；在所述电介质层中蚀刻多个沟槽；及在所述衬底上的第二光学选路层中的所述电介质层上形成第二波导，其中包括所述多个沟槽中具有第二光栅周期的多个第二光栅脊的第二光栅形成于所述第二波导中，其中所述第一波导、所述第一光栅、所述第二光栅及所述第二波导在垂直重叠区域中重叠。

2、本实用新型的实施例涉及一种垂直光栅耦合器，其包括：第一波导，其中形成有第一光栅，所述第一光栅包含由多个第一光栅间隙分离的多个第一光栅脊；第二波导，其中形成有第二光栅，所述第二光栅包含由多个第二光栅间隙分离的多个第二光栅脊；及电介质层，其定位于所述第一波导与所述第二波导之间，其中所述第一光栅、所述第二光栅及所述电介质层位于垂直重叠区域中，所述第一光栅及所述第二光栅中的每一者具有不同光栅周期，且其中所述多个第一光栅间隙及第二光栅间隙中的每一者填充有所述电介质层。

3、本实用新型的实施例涉及一种用于使用垂直光栅耦合器的方法，其包括：将光学输入发送到第一波导中，所述光学输入包括多个不同波长；通过放置于所述第一波导上的第一光栅将来自所述第一波导的所述光学输入中转到电介质层中；通过放置于第二波导上的第二光栅将来自电介质层的所述光学输入中转到所述第二波导中，所述第一光栅及所述第二光栅彼此对置定位且所述电介质层位于其间；及通过所述第二波导将所述光学输入发送到光学输出。

技术特征：

1.一种垂直光栅耦合器，其特征在于其包括：

2.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于所述第一波导及所述第二波导包括氮化硅。

3.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于所述电介质层具有1纳米到1100纳米的厚度。

4.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于所述第一光栅具有所述第一波导的输出宽度的宽度的5％到99％的宽度。

5.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于所述第二光栅具有所述第二波导的输入的宽度的5％到99％的宽度。

6.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于所述第一光栅及所述第二光栅是变迹的。

7.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于其进一步包括覆盖层，位于所述多个第一光栅脊上。

8.根据权利要求7所述的垂直光栅耦合器，其特征在于所述覆盖层具有所述脊的10％到50％的厚度。

9.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于所述第一光栅的所述第一光栅周期是100纳米到500纳米。

10.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于所述第一波导及所述第二波导各自具有10纳米到1200纳米的厚度。

技术总结
本技术实施例公开一种垂直光栅耦合器。所述光栅耦合器包含具有第一光栅的第一波导、具有第二光栅的第二波导及定位于所述第一波导与所述第二波导之间的电介质层。所述第一光栅包含由多个第一光栅间隙分离的多个第一光栅脊，且所述第二光栅包含由多个第二光栅间隙分离的多个第二光栅脊。所述第一光栅、所述第二光栅及所述电介质层位于所述第一波导与所述第二波导之间的垂直重叠区域中。所述第一光栅及所述第二光栅具有不同光栅周期，且所述多个第一光栅间隙及第二光栅间隙中的每一者填充有所述电介质层。

技术研发人员：黄泰钧,斯帝芬·鲁苏
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：20230428
技术公布日：2024/1/15