[发明专利]具有衰减器的波导

说明书

本公开涉及一种具有衰减器的波导。本公开涉及半导体结构，更具体地，涉及具有衰减器的波导结构及其制造方法。该结构包括：波导结构，其包括半导体材料；衰减器，其位于波导结构下方；气隙结构，其位于波导结构和衰减器下方并与波导结构和衰减器竖直对准；以及浅沟槽隔离结构，其位于波导结构的侧面并与气隙结构合并。

技术领域

本公开涉及半导体结构，更具体地说，涉及具有衰减器的波导结构及其制造方法。

背景技术

半导体光波导结构(例如，光子部件)是集成的光电子系统的重要部件。例如，半导体光波导结构能够通过限制光向周围衬底中的扩展来引导具有最小能量损失的光波(例如，光)。光波导结构可以用于许多不同的应用中，包括例如半导体激光器、光学滤波器、开关、调制器、隔离器和光电检测器。半导体材料的使用还使得能够使用已知的制造技术将整体(monolithic)集成到光电子器件中。

光子器件的打开或未连接的端口或者其他端点可能导致光信号的泄漏或背散射(backscatter)到芯片中。这也可能引起与其他光子器件的串扰以及对光信号的整体干扰。为了防止此类问题的发生，吸收器耦合到光子器件的打开或未连接的端口或者其他端点。Ge是光子器件制造中常用的吸收器材料，它很容易集成到光子器件的制造过程中。

发明内容

在本公开的方面，一种结构包括：波导结构，其包括半导体材料；衰减器，其位于所述波导结构下方；气隙结构，其位于所述波导结构和所述衰减器下方并与所述波导结构和所述衰减器竖直对准；以及浅沟槽隔离结构，其位于所述波导结构的侧面并与所述气隙结构合并。

在本公开的方面，一种结构包括：波导结构，其位于体衬底上并且包括第一半导体材料；衰减器，其位于所述波导结构下方并与所述波导结构竖直对准，所述衰减器包括不同于所述第一半导体材料的第二半导体材料；气隙，其与所述波导结构和所述衰减器竖直对准，所述气隙被所述第二半导体材料密封并在所述波导结构下方被电介质材料加衬；以及浅沟槽隔离结构，其包括电介质材料并位于所述波导结构的侧面。

在本公开的方面，一种方法包括：形成包括半导体材料的波导结构；形成位于所述波导结构下方的衰减器；形成位于所述波导结构和所述衰减器下方并与所述波导结构和所述衰减器竖直对准的气隙结构；以及形成位于所述波导结构的侧面并与所述气隙结构合并的浅沟槽隔离结构。

附图说明

通过本公开的示例性实施例的非限制性示例并参考所述多个附图，在以下详细描述中描述本公开。

图1示出了根据本公开的方面的输入结构。

图2示出了根据本公开的方面的在衬垫电介质膜和衬底中图案化的多个沟槽以及相应的制造工艺。

图3示出了根据本公开的方面的除了其他特征之外的位于腔结构和沟槽的侧壁上的侧壁衬里以及相应的制造工艺。

图4示出了根据本公开的方面的除了其他特征之外的不具有任何侧壁衬里材料的沟槽以及相应的制造工艺。

图5示出了根据本公开的方面的除了其他特征之外的对沟槽和腔结构加衬的外延材料以及相应的制造工艺。

图6示出了根据本公开的方面的除了其他特征之外的密封腔结构的外延材料以及相应的制造工艺。

图7示出了根据本公开的方面的除了其他特征之外的位于衰减器和波导结构的侧面上的浅沟槽隔离结构以及相应的制造工艺。

图8示出了根据本公开的方面的位于波导结构上方的层间电介质材料以及相应的制造工艺。

图9A示出了根据本公开的方面的除了其他特征之外的波导结构和衰减器的截面图以及相应的制造工艺。

图9B示出了图9A沿线“A”-“A”的结构的侧视图。

具体实施方式