[发明专利]光子芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种硅光子芯片，包括：

顶部硅设备层；

在顶部硅设备层下方的绝缘层；

在顶部硅设备层下方并且在绝缘层下方和/或从绝缘层横向偏移的中间硅设备层；

在绝缘层和中间硅设备层下方的进一步绝缘层；

在进一步绝缘层下方的硅衬底；以及

第一硅波导，所述第一硅波导部分地由中间硅设备层的一部分形成。

2.根据权利要求1所述的硅光子芯片，进一步包括在顶部硅设备层内的第二波导，第一硅波导具有第一高度，并且第二波导具有第二高度，第二高度小于第一高度。

3.根据权利要求2的硅光子芯片，其中所述第二波导是硅波导。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的硅光子芯片，其中第一硅波导的顶表面与第二波导的顶表面共面。

5.根据权利要求2或权利要求3所述的硅光子芯片，其中第一硅波导的中心高度与第二波导的中心高度共面，

其中第一硅波导的中心高度与第一硅波导的顶表面和第一硅波导的底表面等距，并且第二波导的中心高度与第二波导的顶表面和第二波导的底表面等距。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的硅光子芯片，其中所述第二高度小于一微米。

7.根据任一前述权利要求所述的硅光子芯片，其中第一硅波导的顶表面与顶部硅设备层的顶表面共面。

8.根据任一前述权利要求所述的硅光子芯片，其中顶部硅设备层的底表面和顶表面之间的高度小于一微米。

9.根据任一前述权利要求所述的硅光子芯片，其中顶部硅设备层的顶表面和中间硅设备层的底表面之间的高度大于一微米。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的硅光子芯片，其中所述第一高度大于一微米。

11.根据任一前述权利要求所述的硅光子芯片，其中所述第一硅波导通过从中间硅设备层外延生长硅而形成。

12.根据权利要求11所述的硅光子芯片，其中所述第一硅波导是肋形波导，并且中间硅设备层形成肋形波导的平板部分，并且外延生长的硅形成肋形波导的条形部分。

13.一种制造硅光子芯片的方法，所述方法包括：

提供多绝缘体上硅晶片，所述晶片包括：

顶部硅设备层；

在顶部硅设备层下方的绝缘层；

在绝缘层下方的中间硅设备层；

在中间硅设备层下方的进一步绝缘层；

在进一步绝缘层下方的硅衬底；

蚀刻通过顶部硅设备层和绝缘层以形成沟槽，并且

在沟槽中的中间硅设备层的表面上沉积或生长硅，以形成具有第一高度的第一硅波导。

14.根据权利要求13所述的方法，其中沉积或生长硅的步骤包括外延生长硅。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述第一高度大于一微米。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中形成第一硅波导进一步包括平面化生长或沉积的硅的顶表面，使得第一硅波导的顶表面与顶部硅设备层的顶表面共面。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中形成第一硅波导进一步包括蚀刻生长或沉积的硅。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，进一步包括蚀刻顶部硅设备层以形成第二硅波导，第二硅波导具有第二高度，第二高度小于第一高度。