[发明专利]具有背侧凹部的光学环形谐振器结构

说明书

本申请提供了一种在装置上设置有背侧凹部的光学环形谐振器结构。该装置包括：基板，具有装置侧和与装置侧相对的背侧；光学环形谐振器，位于该基板的该装置侧；加热器，其形状与光学环形谐振器互补，加热器定位成用于加热光学环形谐振器；一条或多条金属走线，至少连接到加热器，该一条或多条金属走线构造成向加热器提供能量并从加热器向外延伸。该装置还包括在该基板背侧上的凹部，该凹部以该光学环形谐振器为中心，并且其直径分别大于该光学环形谐振器和该加热器的外径，该凹部进一步横向延伸进入该一条或多条金属走线的区域中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月9日提交的、申请号为No.62/385,498的美国临时申请的优先权，其内容通过引用结合于此。

发明领域

本申请一般涉及电信装置，具体地，涉及具有背侧凹部的光学环形谐振器结构。

背景技术

光学环形谐振器的谐振频率通过使用集成加热器来实现稳定，其中该集成加热器将光学环形谐振器加热到给定温度。然而，各种机构导致热量流出光学环形谐振器的区域，包括流入基板的热量，其通过沿着金属走线向加热器和用于控制光学环形谐振器处的调制的任何电压控制装置的热流而进一步加剧。已经使用各种技术来定位在光学环形谐振器处由加热器产生的热量，例如沿着装置的侧面蚀刻到基板中，以及在装置下面，然而这种技术难以实现，并且其需要掩蔽光学环形谐振器、相关装置和金属走线，以及对光学环形谐振器下蚀刻非常小心的控制，以便确保足够的产量。

发明内容

本申请提供了一种装置，其包括：在基板的装置侧上的光学环形谐振器结构，具有在装置的背侧上的相应的凹部，凹部以光学环形谐振器为中心，并且具有比光学环形谐振器的外径和加热器的外径更大的直径，凹部进一步横向延伸进入至少连接到加热器的一条或多条金属走线的区域中。因此，在光学环形谐振器结构的区域中，在凹部的与基板的装置侧相邻的一侧之间存在材料层，并且光学环形谐振器结构位于其上。该材料层可以包括基板上的绝缘体(例如氧化物)和/或基板材料。因此，至少与缺少这种凹部的光学环形谐振器结构相比，光学环形结构借助于该凹部与基板热隔离，并且其中基板用作散热器。此外，凹部比光学环形谐振器结构周围的侧蚀刻更容易实现，并且可以造成相对较少的蚀刻错误，这可以使得产量整体增加。可以使用与穿硅通孔相关的技术来蚀刻凹部，但是凹部不是穿过基板，并且基板不是必须为硅。通常，凹部的直径可以比光学环形谐振器的外径和加热器的外径都大至少50微米，并且凹部的直径还可以进行选择从而使得连接到加热器的一条或多条金属走线的分数热提取贡献(fraction heat extraction contribution)低于约10％；然而，凹部的直径可以比这个小，只要凹部横向延伸进入至少连接到加热器的一条或多条金属走线的区域中即可。换句话说，热量通过金属走线可以流出光学环形谐振器结构，金属走线由于其下方的凹部也至少部分地隔热，通过金属走线的热提取总贡献可以减少。

在本说明书中，各元件可被描述为“被配置为”执行一个或多个功能或“被配置用于”这样的功能。通常，被配置为执行或配置用于执行功能的元件使得能够执行该功能，或者适合于执行该功能，或者适用于执行该功能，或者可操作以执行该功能，或者能够执行该功能。

此外，应当理解的是，在本说明书中，根据上下文，某些元件可被描述为物理地、电子地或其任何组合的连接。通常，电连接的组件被配置为通过电信号进行通信(即，它们能够通信)。根据上下文，物理耦合和/或物理连接的两个组件可以表现为单个元件。在一些情况下，物理连接的元件可以整体形成，例如，可以共享结构和材料的单件制品的一部分。在其他情况下，物理连接的元件可以包括能够以任何方式紧固在一起的分立部件。物理连接还可以包括紧固在一起的分立部件的组合，以及形成为单件的各部件。