(57)【要約】  光デバイスは、平面光基板の上に配置された導波路スラブと、第１および第２の入力ポート・カプラと、第１および第２の出力ポート・カプラとを含む。導波路スラブは対称面を有する。第１および第２の入力ポート・カプラは、導波路スラブから延び、入力カプラ対軸が第１の入力ポート・カプラと第２の入力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置される。入力カプラ対軸は、対称面から非ゼロの第１の距離にオフセットされる。第１および第２の出力ポート・カプラは、導波路スラブから延び、出力カプラ対軸が第１の出力ポート・カプラと第２の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置される。出力カプラ対軸は、対称面から異なる非ゼロの第２の距離にオフセットされる。
2014514596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面光基板の上に配置され、第１の対称面を有する第１の導波路スラブと、
第１の対の隣接する第１および第２の入力ポート・カプラであって、前記第１の導波路スラブから延びており、第１の入力カプラ対軸が前記第１の入力ポート・カプラと前記第２の入力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、かつ前記第１の対称面から非ゼロの第１の距離にオフセットされた、第１の対の隣接する第１および第２の入力ポート・カプラと、
第２の対の隣接する第３および第４の入力ポート・カプラであって、前記第１の導波路スラブから延びており、第２の入力カプラ対軸が前記隣接する対の第３の入力ポート・カプラと第４の入力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、かつ前記第１の対称面が前記第１の入力カプラ対軸と前記第２の入力カプラ対軸との間の中間部の近くにあるように前記第１の対称面から前記非ゼロの第１の距離にオフセットされた、第２の対の隣接する第３および第４の入力ポート・カプラと
を備える光デバイスであって、
前記第２の対の第３および第４の入力ポート・カプラが、前記第１の対の第１および第２の入力ポート・カプラに隣接し、
前記第３の入力ポート・カプラと前記第２の入力ポート・カプラとの間の分離距離が、前記第１の入力ポート・カプラと前記第２の入力ポート・カプラとの間の分離距離よりも大きく、
前記光デバイスが、
第１および第２の出力ポート・カプラであって、前記第１の導波路スラブから延びており、第１の出力カプラ対軸が前記第１の出力ポート・カプラと前記第２の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、かつ前記第１の対称面から非ゼロの第２の距離にオフセットされた、第１および第２の出力ポート・カプラをさらに備え、前記非ゼロの第２の距離が、前記非ゼロの第１の距離と異なる、
光デバイス。
【請求項２】
第３および第４の出力ポート・カプラであって、前記第１の導波路スラブから延びており、第２の出力カプラ対軸が前記第３の出力ポート・カプラと前記第４の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、前記第１の対称面が前記第１の出力カプラ対軸と第２の出力カプラ対軸との間の中間部の近くにあるように前記第１の対称面から前記第２の距離にオフセットされた、第３および第４の出力ポート・カプラ
をさらに備える、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記平面光基板の上に配置され、第２の対称面を有する第２の導波路スラブと、
前記第２の導波路スラブから延びており、第２の入力カプラ対軸が前記第３の入力カプラと前記第４の入力カプラとの間の中間部の近くに配置された、第３および第４の入力ポート・カプラと、
前記光基板の上に形成され、第１のスプリッタ出力部が前記第１および第２の入力カプラの一方に接続され、第２のスプリッタ出力部が前記第３および第４の入力カプラの一方に接続される、光スプリッタと
をさらに備える、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第１の導波路スラブから延びる第５および第６の入力ポート・カプラと、
前記第２の導波路スラブから延びる第７および第８の入力ポート・カプラと、
偏光ビームスプリッタであって、前記偏光ビームスプリッタが被変調光信号の第１および第２の偏光を分離し、前記第１の偏光を前記第５および第６の入力光カプラの一方に結合させ、前記第２の偏光を前記第７および第８の入力光カプラの一方に結合させる
ように構成された偏光ビームスプリッタと
をさらに備える、請求項３に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記光スプリッタが、希薄導波路スタックの上に配置された単一モード受動導波路スタックに形成され、前記光スプリッタが、前記希薄導波路スタックに形成されたモード・カプラを介して局部発振器信号を受け取るように構成された、請求項３に記載の光デバイス。
【請求項６】
平面光基板の上に配置され、第１の対称面を有する第１の導波路スラブを形成するステップと、
第１の対の隣接する第１および第２の入力ポート・カプラを形成するステップであって、前記第１の対の隣接する第１および第２の入力ポート・カプラは、前記第１の導波路スラブから延びており、第１の入力カプラ対軸が前記第１の入力ポート・カプラと前記第２の入力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、かつ前記第１の対称面から非ゼロの第１の距離にオフセットされた、ステップと、
第２の対の隣接する第３および第４の入力ポート・カプラを形成するステップであって、前記第２の対の隣接する第３および第４の入力ポート・カプラは、前記第１の導波路スラブから延びており、第２の入力カプラ対軸が前記第３の入力ポート・カプラと前記第４の入力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、かつ前記第１の対称面が前記第１の入力カプラ対軸と第２の入力カプラ対軸との間の中間部の近くにあるように前記第１の対称面から前記第１の距離にオフセットされた、ステップと
を含む方法であって、
前記第２の対の第３および第４の入力ポート・カプラが、前記第１の対の第１および第２の入力ポート・カプラに隣接し、
前記第３の入力ポート・カプラと前記第２の入力ポート・カプラとの間の分離距離が、前記第１の入力ポート・カプラと前記第２の入力ポート・カプラとの間の分離距離よりも大きく、
前記方法が、
第１および第２の出力ポート・カプラを形成するステップであって、前記第１および第２の出力ポート・カプラは、前記第１の導波路スラブから延びており、第１の出力カプラ対軸が前記第１の出力ポート・カプラと前記第２の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、かつ前記第１の対称面から非ゼロの第２の距離にオフセットされた、ステップとをさらに含み、前記非ゼロの第２の距離が、前記非ゼロの第１の距離と異なる、
方法。
【請求項７】
第３および第４の出力ポート・カプラを形成するステップであって、前記第３および第４の出力ポート・カプラは、前記第１の導波路スラブから延びており、第２の出力カプラ対軸が前記第３の出力ポート・カプラと前記第４の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、かつ前記第１の対称面が前記第１の出力カプラ対軸と第２の出力カプラ対軸との間の中間部の近くにあるように前記第１の対称面から前記第２の距離にオフセットされた、ステップ
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の導波路スラブ、前記入力ポート・カプラ、および前記出力ポート・カプラが、前記光基板と前記導波路スラブとの間に配置された希薄導波路スタックの上に配置された単一モード受動導波路スタックに形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１および第２の入力ポート・カプラの一方が前記希薄導波路スタックに形成された第１のモード変換器に接続され、前記第３および第４の入力ポート・カプラの一方が前記基板の上に配置された光スプリッタに接続される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の導波路スラブ、前記入力カプラ、および前記出力カプラが、前記第１のモード変換器を介して受け取った位相偏移変調された光信号の同相および直交位相チャネルを分離するように構成され、約１５３０ｎｍから約１５７０ｎｍのうちの任意の１つの波長範囲の前記光信号が約±５°以下の位相変動を有する、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる２０１１年３月１５日にＷｅｉｍａｎｎ等によって出願された「Ｉｎｄｉｕｍ  Ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ  Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  （ＰＩＣ）  Ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ」という名称の米国仮特許出願第６１／４５３，１２０号の利益を主張するものである。
【０００２】
本出願は、一般に、光デバイスと、光デバイスの製造および使用の方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
光集積回路（ＰＩＣ）への光構成要素の集積化を進めると、単一基板を使用した光デバイスをますます精巧にすることができるようになる。通常、そのようなデバイスは、ＰＩＣの１つまたは複数の光導波路の光路長を調整するために光路長調整器、例えば、熱光学位相シフタを含む。そのような経路長調整器は、通常、経路長調整器に電力を供給するための電源と、調整経路での所望の位相シフトを維持するためのフィードバック制御システムとを含んだ、光システムに複雑さおよびコストを付加する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様は、平面光基板の上に配置された導波路スラブと、第１および第２の入力ポート・カプラと、第１および第２の出力ポート・カプラとを含む光デバイスを提供する。導波路スラブは、対称面を有する。第１および第２の入力ポート・カプラは、導波路スラブから延び、入力カプラ対軸が第１の入力ポート・カプラと第２の入力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置される。入力カプラ対軸は、対称面から非ゼロの第１の距離にオフセットされる。第１および第２の出力ポート・カプラは、導波路スラブから延び、出力カプラ対軸が第１の出力ポート・カプラと第２の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置される。出力カプラ対軸は、対称面から異なる非ゼロの第２の距離にオフセットされる。
【０００５】
別の態様は、光デバイスを形成する方法を提供する。この方法は、平面光基板の上の導波路スラブと、第１および第２の入力ポート・カプラと、第１および第２の出力ポート・カプラとを形成するステップを含む。導波路スラブは、対称面を有する。第１および第２の入力ポート・カプラは、導波路スラブから延び、入力カプラ対軸が第１の入力ポート・カプラと第２の入力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置される。入力カプラ対軸は、対称面から非ゼロの第１の距離にオフセットされる。第１および第２の出力ポート・カプラは、導波路スラブから延び、出力カプラ対軸が第１の出力ポート・カプラと第２の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置される。出力カプラ対軸は、対称面から異なる非ゼロの第２の距離にオフセットされる。
【０００６】
添付図面とともに解釈される以下の説明が参照される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の１つの実施形態の光デバイス、例えば、コヒーレント位相検出受信器の概略図である。
【図２】本開示の１つの実施形態の光デバイス１００の物理的要素ブロック図である。
【図３Ａ】本開示の１つの実施形態の光デバイス１００の様々な光路を表す光路の上面図である。
【図３Ｂ】本開示の１つの実施形態の光デバイス１００の様々な光路を表す光路の側面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの光路を通る断面図である。
【図３Ｄ】図３Ａの光路を通る断面図である。
【図３Ｅ】図３Ａの光路を通る断面図である。
【図３Ｆ】図３Ａの光路を通る断面図である。
【図３Ｇ】図３Ａの光路を通る断面図である。
【図４】図１の光デバイス１００を含んだ、様々な実施形態で使用することができる希薄導波路スタック（ｄｉｌｕｔｅ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｓｔａｃｋ）の断面を示す図である。
【図５】図１の光デバイス１００を含んだ、様々な実施形態で使用することができる受動導波路スタックの断面を示す図である。
【図６】図１の光デバイス１００を含んだ、様々な実施形態で使用することができるフォトダイオード・スタックの断面を示す図である。
【図７Ａ】光デバイス１００の様々な実施形態で使用することができる９０°光ハイブリッドの態様を示す図である。
【図７Ｂ】光デバイス１００の様々な実施形態で使用することができる９０°光ハイブリッドの態様を示す図である。
【図７Ｃ】光デバイス１００の様々な実施形態で使用することができる９０°光ハイブリッドの態様を示す図である。
【図７Ｄ】光デバイス１００の様々な実施形態で使用することができる９０°光ハイブリッドの態様を示す図である。
【図８】本開示の方法、例えば、図１〜図７で説明するような本開示の光デバイスを形成する方法を示す図である。
【図９Ａ】本開示の方法、例えば、図１〜図７で説明するような本開示の光デバイスを形成する方法を示す図である。
【図９Ｂ】本開示の方法、例えば、図１〜図７で説明するような本開示の光デバイスを形成する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で説明するいくつかの実施形態は、光集積回路（ＰＩＣ）を使用して光デバイスまたはシステムの複雑さを低減する革新的な方法で光機能を集積化するＰＩＣを提供する。より具体的には、いくつかの実施形態では、共通光基板上に形成された光スプリッタと１対の９０°光ハイブリッドを外部偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）と組み合わせて、電力供給される位相調整器を介して光路長を調整する必要がない偏光ダイバース（ＰＤ）・コヒーレント位相検出受信器を提供する。要素のこの構成は、いくつかの光システム設計を著しく簡単にする。
【０００９】
機能のこの配置構成は、部分的に、ＰＩＣに設けられる光機能の精度を改善する革新的な設計上の特徴を使用することによって可能になる。いくつかの光構成要素は、デバイス・フィーチャの物理的寸法の変動、またはそのような寸法の公称設計値からの逸脱に敏感である。本明細書で説明する実施形態は、部分的に、そのようなプロセスのプロセス変動を低減する高精度パターニング・プロセスの採用およびダミーの物理的フィーチャ（以下でさらに説明する）の使用によって、そのような寸法誤差を低減する。さらに、広帯域幅動作が、光通信動作帯域の全体にわたって位相誤差を低減する設計要因によってもたらされる。
【００１０】
最初に図１を参照すると、光デバイス１００、例えば、コヒーレント位相検出受信器の概略図が示される。光デバイス１００は、ＰＩＣ１１０と、ＰＩＣ１１０の外部のＰＢＳ１２０とを含む。ＰＩＣ１１０は、受動３ｄＢスプリッタ１３０、Ｘハイブリッド１４０、およびＹハイブリッド１５０を含む。光デバイス１００は、例えば、偏光多重光信号を受け取るために使用することができ、ここで、各偏光は直交位相偏移変調（ＱＰＳＫ）によって変調することができる。
【００１１】
ＰＢＳ１２０は、被変調信号を、例えば、単一モード光ファイバ（図示せず）から受け取る。信号は、直交することができる２つの異なる偏光、すなわち、ＸおよびＹを含むことができる。ＰＢＳ１２０は、Ｘ偏光成分とＹ偏光成分とを分離し、これらの成分をＳＸ信号およびＳＹ信号として出力する。スプリッタ１３０は、局部発振器（ＬＯ）信号を受け取り、ＬＯを等しい部分、すなわち、ＬＯＸおよびＬＯＹ信号に分割する。スプリッタ１３０は、非偏光スプリッタであり、それは、受け取ったＸおよびＹ偏光成分がＬＯＸ出力信号とＬＯＹ出力信号との間でほぼ均等に分割されることを意味する。Ｘハイブリッド１４０は、ＳＸおよびＬＯＸ信号を受け取り、Ｙハイブリッド１５０は、ＳＹおよびＬＯＹ信号を受け取る。Ｘハイブリッド１４０は、同相の光信号と直交位相の光信号との対の平衡をもたらし、これらの対は、フォトダイオード１６０によって電気ドメインに変換されて、Ｘチャネル出力ＸＩｐ／ＸＩｎおよびＸＱｐ／ＸＱｎが生成される。Ｙハイブリッド１５０は、同相の光信号と直交位相の光信号との対の平衡をもたらし、これらの対は、フォトダイオード１７０によって電気ドメインに変換されて、Ｙチャネル出力ＹＩｐ／ＹＩｎおよびＹＱｐ／ＹＱｎが生成される。様々な実施形態において、フォトダイオード１６０、１７０は、メサ型ダイオードである。
【００１２】
光デバイス１００において、ＰＢＳ１２０の出力偏光間の消去比は、ＰＢＳ１２０の出力のチャネル間に良好な分離を与えるのに十分な大きさであることが望ましい。いくつかの実施形態では、消去比は少なくとも約１３ｄＢであり、約２０ｄＢ以上が好ましい。好適なデバイスの非限定の例には、ファイバ・スプリッタ、プリズム・アセンブリ、または微小光学デバイスが含まれる。そのようなデバイスは、光分野の当業者には知られている。
【００１３】
いくつかの従来のコヒーレント受信器は、ＬＯ用のＰＢＳと、受け取った変調済み信号用のＰＢＳとを含む。そのような受信器は、単一基板に実装されるが、典型的には、位相調整領域を、例えば、一方または両方のＰＢＳと光ハイブリッドとの間の光路に熱光学または電気光学位相シフタを必要とする。位相調整器領域は、典型的には、動作電力を供給するために関連する電気コンタクトおよび相互接続部を必要とする。場合によっては、そのような電力要求は、特定のシステム設計では不都合であり、高価であり、または実現不可能である。
【００１４】
本開示は、受信器システムが図１に示した構造を有する場合、位相シフタ領域を受信器設計から除去することができるという本発明者等による認識から利益を得る。光デバイス１００は、形成プロセスでのプロセス変動に起因する物理的寸法変動に敏感であると予想される。しかし、高解像度パターニングを使用して、約１００ｎｍ以下の２乗平均平方根（ＲＭＳ）幅変動をもつ導波路を含む高い寸法精度をもつ光構成要素を形成することができる。ＰＢＳ１２０が基板から取り除かれる場合、正確で、安定であり、ＰＩＣ１１０のプロセス変動によって影響されない光路長を有するＰＢＳタイプを使用することができる。最終的に、プロセス変動への感度を低減し、広帯域幅動作を行う革新的な光ハイブリッド設計でハイブリッド１４０、１５０は、実装される。スプリッタ１３０、ハイブリッド１４０、１５０、およびそれらの間の導波路の形状寸法が十分に高い寸法許容差で製造される場合、位相補正が導波路の長手方向に必要とされない。したがって、光デバイス１００はいかなる位相調整領域もなしに動作することができ、関連する電力および制御機構の必要性が除去される。場合によっては、そのようなシステムは、受信器システム設計の際にかなり大きい利点をもたらす。
【００１５】
図２は、ＰＩＣ１１０の物理的要素ブロック図を示す。ＰＩＣ１１０は、光基板２００に形成される。光基板は、光デバイス１００が動作するように構成されている光バンドに基づく適切な基板材料タイプ、例えば、Ｃバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）および／またはＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）動作用のＩｎＰとすることができる。例えば、基板２００は、その基板材料のウェハまたはウェハの一部分とすることができる。基板は、半絶縁特性を伝達するために、例えば、鉄でドープすることができ、さらに、ＰＩＣ１１０の光要素を光学的に分離するために基板の上に形成されるバッファ層、例えば、ＩｎＰを含むことができる。
【００１６】
基板２００は、モード変換セクション２０５、受動セクション２１０、および光検出器セクション２１５を含む。モード変換セクション２０５はモード変換器２２０、２２５、および２３０を含む。受動セクション２１０は、スプリッタ１３０およびハイブリッド１４０、１５０を含む。スプリッタ１３０は、参照番号の付いていない導波路を介してモード変換器２２５の出力を受け取る。Ｘハイブリッド１４０は、導波路２２１を介したモード変換器２２０の出力と、導波路２２６を介したスプリッタ１３０の出力の一方とを受け取る。Ｙハイブリッド１５０は、導波路２３１を介したモード変換器２３０の出力と、導波路２２７を介したスプリッタ１３０の出力の他方とを受け取る。
【００１７】
光検出器セクション２１５は、フォトダイオード１６０ａ〜ｄおよびフォトダイオード１７０ａ〜ｄを含む。Ｘハイブリッド１４０は、導波路２３５を介してそれぞれのフォトダイオード１６０ａ〜ｄに光出力ＸＩｐ、ＸＩｎ、ＸＱｐ、およびＸＱｎを供給する。Ｙハイブリッド１５０は、導波路２４０を介してそれぞれのフォトダイオード１７０ａ〜ｄに光出力ＹＩｐ、ＹＩｎ、ＹＱｐ、およびＹＱｎを供給する。各フォトダイオード１６０ａ〜ｄ、１７０ａ〜ｄは、バイアス／出力セル２４５の一例に接続される。各セル２４５は、ＤＣバイアス・コンタクト２５０、ＲＦ接地コンタクト２５５、およびＲＦ出力コンタクト２６０を含む。ＤＣバイアス・コンタクト２５０およびＲＦ接地コンタクト２５５は、キャパシタ２６５を介して容量的に結合される。コンタクト２５０、２５５は外部電源に接続することができ、コンタクト２６０は外部復号器に接続することができる。
【００１８】
フォトダイオード１６０、１７０は任意の好適なタイプとすることができる。いくつかの実施形態では、ＰＩＮフォトダイオードを使用することができる。代替として、単一走行キャリア（ＵＴＣ）・フォトダイオードを使用することができる。場合によっては、ＵＴＣフォトダイオードは、ＰＩＮタイプ検出器と比較して、より高い光入力パワーを許容することができる。その上、ＵＴＣフォトダイオードは、典型的には、ＰＩＮタイプ検出器よりも優れた周波数応答、したがって、大きい帯域幅を備える。実施形態は、限定はしないがＵＴＣタイプ光検出器を含むとして本明細書で説明される。当業者は、ＵＴＣフォトダイオードの代わりにＰＩＮまたは他の好適なフォトダイオードを用いるように本明細書で説明する方法を適合させることができる。
【００１９】
ＰＩＣ１１０は、単一モード・ファイバ（ＳＭＦ、図示せず）を介してＳＸ、ＳＹ、およびＬＯ信号を受け取ることができる。ＳＭＦは、モード変換器２２０、２２５、および２３０の各々に突き合わせ結合させることができる。モード変換器２２０、２２５、２３０は、各ＳＭＦのＳＸ、ＳＹ、およびＬＯ信号の伝搬モードをＰＩＣ１１０の平面導波路伝搬モードに結合させるように動作する。したがって、例えば、モード変換器２２０は、ＳＸ信号のＳＭＦ伝搬モードを導波路２２１の伝搬モードに変換する。
【００２０】
図３Ａおよび図３Ｂはそれぞれ、モード変換器３０５および受動光導波路３１０およびフォトダイオード・スタック３２５を含む光路３００の上面図および側面図を示す。図３Ｂを見ると、モード変換器３０５はモード変換セクション２０５内にあり、受動光導波路３１０は受動セクション２１０内にあり、フォトダイオード・スタック３２５は光検出器セクション２１５内にある。図３Ａおよび図３Ｂは、ＰＩＣ１１０のいかなる特定の特別な要素にも対応せず、そうではなく、ＰＩＣ１１０の３次元構造の態様を示すことを意図している。特に、モード変換器３０５は、モード変換器２２０、２２５、２３０を表し、導波路３１０は、導波路２２１、２２６、２２７、および２３１を表す。
【００２１】
図３Ｂは、基板２００、希薄導波路スタック３１５、受動導波路スタック３２０、およびフォトダイオード・スタック３２５の上の３つの垂直領域を示す。スタック３１５、３２０、および３２５の各々は、以下で説明するように複数の材料層を含む。モード変換セクション２０５、受動セクション２１０、および光検出器セクション２１５の横方向の境界は、参照のために印が付けられている。
【００２２】
モード変換セクション２０５内で、希薄導波路スタック３１５および受動導波路スタック３２０は、モード変換器３０５を形成するために垂直および横方向に画定される。モード変換器３０５は、最初にファイバ導波路伝搬モードを介して伝搬しており、フレア部分３３０で受け取られる光を受動導波路スタック３２０の伝搬モードに効率的に結合させるように働く。モード変換器３０５は、スタック３１５のフレア部分３３０を含む。フレア部分３３０は、図３Ａおよび図３Ｃに示されるように初期幅Ｗ１を有する。長さＬ１にわたって、スタック３１５は、スタック３２０によってもフォトダイオード・スタック３２５によっても覆われない。長さＬ２にわたって、スタック３２０は部分的にまたは完全にスタック３１５の上に重なる。スタック３２０は、縁部で始まり、長さＬ２にわたって幅Ｗ２まで広がるテーパ部分３３５を有する。テーパ部分３３５を徐々に広げることにより、例えば、光を散乱させることがある不連続を最小にすることによって、フレア部分３３０から受動導波路スタック３２０への光の結合が支援されると考えられる。フレア部分３３０が狭くなるにつれて、光は希薄導波路スタック３１５から受動導波路スタック３２０に結合され、希薄導波路スタック３１５および受動導波路スタック３２０の両方の中で受動セクション２２０に沿ってさらに伝搬するとさらに考えられる。図３Ｄおよび図３Ｅは、テーパ部分３３５の幅が増加するときの２つの追加の場所を示す。受動セクション２１０内で、受動導波路スタック３２０および希薄導波路スタック３１５は、図３Ｆに示されるようにほぼ同一の範囲をもつ。光検出器セクション２１５内で、スタック３１５、３２０、３２５は、すべて図３Ｇに示されるように横方向にほぼ同一の範囲をもつ。光検出器セクション２１５の横方向の境界は、フォトダイオード１６０、１７０、およびバイアス／出力セル２４５にスペースを与えるように決定することができる。
【００２３】
受け取った光信号は、希薄導波路スタック３１５から受動導波路スタック３２０に結合され、導波路３１０内で部分的にエバネッセント結合によって伝搬する。光信号は、スタック３１５、３２０に画定された光路によって決定されたように光検出器セクション２１５まで伝搬する。光検出器セクション２１５で受け取られた光エネルギーは、当業者に既知の光プロセスでスタック３２５に形成されたフォトダイオードに結合し、光エネルギーは光信号の強度に比例した電気信号に変換される。
【００２４】
図４は、希薄導波路スタック３１５の断面をさらに詳細に示す。スタックは、比較的より高い屈折率を有する材料、例えばＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙのコア層４１０ａ、４１０ｂ、および４１０ｃと、比較的低い屈折率を有する材料、例えばＩｎＰのクラッド層４２０ａ、４２０ｂ、および４４０とを交互に含む。バッファ層４３０、例えばＩｎＰが、第１のコア層４１０ａと基板２００との間に配置される。交互の層４１０および４２０のおかげで、希薄導波路スタック３１５のモード・プロファイルは、モード変換器２２０で受け取られる信号を供給するＳＭＦ内のモード・プロファイルと密接に一致する。したがって、単一モード・ファイバ伝搬モードからのエネルギーはモード変換器２２０に十分に結合される。
【００２５】
図５は、受動導波路スタック３２０の断面図を示す。導波路コア層５１０はクラッド層４４０の上に配置される。様々な実施形態において、コア層５１０は、約２６０ｎｍの厚さおよび約１．３μｍの光ルミネッセンスをもつＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｘ層である。例えばＩｎＰのクラッド／スペーサ層がコア層５１０の上に配置される。クラッド／スペーサ層５２０は約４５０ｎｍとすることができる。最終的に、整合／ｎコンタクト層５３０がクラッド／スペーサ層５２０の上に配置される。整合／ｎコンタクト層５３０は、約３００ｎｍの厚さおよび約１．３μｍの光ルミネッセンスをもつＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｘとすることができる。
【００２６】
整合／ｎコンタクト層５３０は２つの別個の機能を備える。第１に、層５３０は、スタック３２０からフォトダイオード１６０、１７０への光の結合を支援する。第２に、層５３０は、フォトダイオード１６０、１７０のためのｎコンタクトとして働くことができる。様々な実施形態において、層５３０は、ｎドーパント、例えば、硫黄またはスズで約１Ｅ＋１８ｃｍ−３の濃度にドープされる。
【００２７】
図６は、フォトダイオード・スタック３２５の断面図を示す。ストップ・エッチ層６１０が、整合／ｎコンタクト層５３０の上に配置される。ストップ・エッチ層は、約１Ｅ＋１８ｃｍ−３にｎドープされた２０ｎｍのＩｎＰとすることができる。以下でさらに説明するように、ストップ・エッチ層６１０は、ストップ・エッチ層で停止し、それにより、ダイオード・メサの外側の半導体材料を除去することができる、当業者に既知の湿式化学選択エッチング・プロセスと対照をなすエッチング速度を備える。ストップ・エッチ層６１０の上に、第１のコレクタ層６２０が形成される。第１のコレクタ層６２０は、約２００ｎｍの厚さおよび約１．３μｍの光ルミネッセンスをもつＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｘ層から形成される。第１のコレクタ層６２０は意図的にドープされておらず（ｎ．ｉ．ｄ．）、ｎ半導体挙動を示す。ｎ．ｉ．ｄとは、半導体層が、半導体の真性的性質を著しく変化させない濃度まで、例えば供給源不純物からの不純物を含むことができることを意味する。そのような濃度は、例えば、１Ｅ１２ｃｍ−３もの高さとすることができる。第２のコレクタ層６３０は、約２００ｎｍの厚さおよび約１．３μｍの光ルミネッセンスをもつＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｘ層から形成される。しかし、第２のコレクタ層６３０は、ｎドーパントで約４Ｅ＋１６ｃｍ−３までドープされる。
【００２８】
第１および第２のスペーサ層６４０および６５０が第２のコレクタ層６３０の上に形成される。第１のスペーサ層６４０は、約２０ｎｍの厚さおよび約１．４５の光ルミネッセンスをもつＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｘ層である。第２のスペーサ層６５０は、約２０ｎｍの厚さをもつＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ層である。第１および第２のスペーサ層６４０、６５０は、それぞれ、約４Ｅ＋１６ｃｍ−３および約１Ｅ＋１７ｃｍ−３のドーパント濃度でｎドープされる。１８０ｎｍＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ吸収体層６６０が第２のスペーサ層６５０の上に配置される。吸収体層６６０はｐ型ドーパント、例えば、亜鉛またはベリリウムでドープされる。ｐドーパント濃度は、第２のスペーサ層６５０との界面の近くで約２Ｅ＋１７ｃｍ−３のドーパント濃度、および吸収体層６６０の上部の近くで約３Ｅ＋１８ｃｍ−３をもつ傾斜プロファイルを有する。ｐドープＩｎＰバリア層６７０が吸収体層６６０の上に形成される。バリア層６７０のドーパント濃度は約３Ｅ＋１８ｃｍ−３とすることができる。Ｑ勾配層６８０がＩｎＰバリア層６７０の上に形成される。ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ  ｐ＋コンタクト層６９０が層６８０の上に形成され、フォトダイオード１６０、１７０に接続するためのコンタクト層を備えることができる。ＩｎＰキャップを層６９５の上に形成することができる。
【００２９】
以下の表１は、スタック３１５、３２０、３２５内の層の様々な層の例示的なパラメータを列記している。表１に列記された材料は、限定はしないが、ＩｎＰ、ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ、およびＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙに基づくとして示されている。ＩｎＰ／ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ／ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ系はいくつかの実施形態の例示であることを理解されたい。他の半導体系、例えば、ＩｎＰ／ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ／ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＡｌ１−ｙを他の実施形態で使用することができる。列記した厚さおよびドーパントの濃度は例示であり、好ましい値を表す。これらのパラメータは、光デバイス１００の機能を維持しながら列記した値の少なくとも約±６０％だけ変化することができる。
【００３０】
【表１】
2014514596.tif 000003
【００３１】
図７Ａを参照すると、ＰＩＣ１１０の様々な実施形態でハイブリッド１４０、１５０として機能する９０°光ハイブリッド７００の実施形態が示される。ハイブリッド７００は長方形導波路スラブ７０５を含む。スラブ７０５は幅Ｗ３よりも大きい長さＬ３を有する。スラブ７０５は、スラブ７０５を第１の領域７１５および第２の領域７２０に分割するスラブ７０５の長軸に平行な対称面７１０を有する。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ハイブリッド７００は、光Ｃバンド、例えば、約１５３０ｎｍから約１５７０ｎｍの波長範囲で動作するように構成される。そのような実施形態では、長さＬ３は約１０００μｍから約１４００μｍの範囲内とすることができ、幅Ｗ３は約２０μｍから約３２μｍの範囲内とすることができる。様々な実施形態において、Ｌ３／Ｗ３の比は約３０から約７０の範囲内にある。１つの実施形態では、幅Ｗ３は約２４μｍであり、長さＬ３は約１２００μｍである。いくつかの実施形態では、ハイブリッド７００は、光Ｌバンド、例えば、約１５６０ｎｍから約１６１０ｎｍの波長範囲で動作するように構成される。Ｌバンド動作を支持するのに必要とされるいかなる寸法調整も当業者は決定することができる。
【００３３】
ハイブリッド７００は、ポート・カプラ７４５の諸例によって設けられたいくつかの光ポートをさらに含む。図７Ａによって例示されたいくつかの実施形態では、ポート・カプラ７４５は対で組織される。入力ポート対７２５および７３０はそれぞれ、領域７１５および７２０の入力側に接続される。出力ポート対７３５および７４０はそれぞれ、領域７１５および７２０の出力側に接続される。入力ポート対７２５および７３０のポート・カプラ７４５は、１〜４で示した４つの可能な入力位置をハイブリッド７００に与える。
【００３４】
図７Ｂは、ポート・カプラ７４５の１つの例を示す。ポート・カプラ７４５は分離して示されているが、スラブ７０５とポート・カプラ７４５との間に間隙または界面がないようなスラブ７０５の延長部であると理解されたい。ポート・カプラ７４５は、より狭い端部とより広い端部とを有し、より広い端部がスラブ７０５に隣接するようにテーパをつけられる。ポート・カプラ７４５は導波路とスラブ７０５との間にテーパ導波路セクションを備え、テーパ導波路セクションは、ポート・カプラ７４５がハイブリッド７００と出会う場所で、類似の非テーパ構造の場合よりも大きい開口を備えると予想される。ポート・カプラ７４５は、任意の特定のテーパ・プロファイルを有するようには限定されない。例示のテーパ・プロファイルは、図７Ａおよび図７Ｃに示したような台形（または直線）、図７Ｂに示したような指数関数または放物線を含む。ポート・カプラ７４５は主軸７５０を有する。いくつかの実施形態では、ポート・カプラ７４５は軸７５０に関して対称であり、その場合、軸７５０は、対称軸でもある。
【００３５】
ポート・カプラ７４５は、長さＬ４と、スラブ７０５に隣接する端部で幅Ｗ４と、スラブ７０５の反対側の端部で幅Ｗ５とを有する。これらのパラメータは、ハイブリッド７００内を伝搬する光の波長に応じて選択することができる。特に、Ｗ５は、ポート・カプラ７４５に接続される導波路の幅と一致することができる。Ｌ４／Ｗ４の比は約３０から約１５０範囲内とすることができ、約５０がいくつかの実施形態では好ましい。Ｃバンド光の場合の非限定の例では、Ｗ４は約４．２μｍとすることができ、Ｗ５は約１．７μｍとすることができ、Ｌ４は約５０μｍから約４００μｍ内の範囲とすることができ、約１００μｍがいくつかの実施形態では好ましい。
【００３６】
図７Ｃは、入力ポート対７２５を示し、他のポート対７３０、７３５、および７４０の例示である。入力ポート対７２５は、ポート・カプラ７４５間の距離Ｄ１によって特徴づけることができる。以下で説明するように、Ｄ１は、例えば近接効果によりハイブリッド７００のプロセス均一性を改善する値とすることができる。入力ポート対７２５の２つのポート・カプラ７４５は、それらの主軸７５０（例えば、対称軸）が距離Ｄ２だけカプラ対軸７５５の両側に等しく間隔をおいて配置されるように配置構成される。言い換えれば、ポート・カプラ７４５の主軸７５０は約２×Ｄ２の距離だけ分離され、カプラ対軸７５５はポート・カプラ７４５の主軸７５０間の中央に置かれる。Ｃバンド光の非限定の例を続けると、Ｄ２は約２μｍから約４μｍ内の範囲とすることができる。図７Ａに戻ると、ポート対７３０、７３５、および７４０はそれぞれのカプラ対軸７６０、７６５、および７７０を有する。
【００３７】
図７Ａに戻って参照すると、カプラ対軸７５５は、図７Ａに見られるようにスラブ７０５の対称面７１０より上の距離Ｄ３に間隔をおいて配置される。カプラ対軸７６５は、対称面７１０より上の異なる第２の距離Ｄ４に間隔をおいて配置される。同様に、カプラ対軸７６０は、対称面７１０より下の距離Ｄ３に間隔をおいて配置され、カプラ対軸７７０は、対称面７１０より下の距離Ｄ４に間隔をおいて配置される。このように配置構成すると、関連するポート対７２５、７３５を含む第１の部分７１６は、関連するポート対７３０、７４０を含む第２の部分７２１と対称面７１０に関して鏡面対称であることは明らかである。
【００３８】
図７Ａにおいて、第１の領域７１５は、第１の領域７１５を２つの等しい部分に分割する中心線７１１を含む。図示の実施形態では、入力ポート対７２５のカプラ対軸７５５は、中心線７１１より上に距離Ｄ５の間隔をおいて配置され、出力ポート対７３５のカプラ対軸７６５は、中心線７１１より下に距離Ｄ６の間隔をおいて配置される。いくつかの実施形態では、カプラ対軸７５５および７６５は、中心線７１１から等しく反対側に間隔をおいて配置され、その結果、Ｄ５はＤ６とほぼ等しい。Ｃバンド光の例では、Ｄ５およびＤ６は、各々約−２μｍから約＋２μｍの範囲内とすることができる。第２の入力ポート対７３０および第２の出力ポート対７４０は、第２の領域７２０に対して同様に配置構成することができる。しかし、様々な実施形態において、入力ポート対７２５のポート・カプラ７４５と入力ポート対７３０のポート・カプラ７４５との間の距離Ｄ７は、Ｄ１（図７Ｃ）よりも大きく、実施形態によっては、ハイブリッド７００がＣバンド動作用に構成される場合、少なくとも約４〜６μｍである。同様に、様々な実施形態において、出力ポート対７３５のポート・カプラ７４５と出力ポート対７４０のポート・カプラ７４５との間の距離Ｄ８は、Ｄ１よりも大きく、実施形態によっては、少なくとも約２μｍである。この構成は、光ポートが、典型的には、デバイスの入力および／または出力側で互いに対して均一に間隔をおいて配置されるいくつかの従来の光デバイス、例えば、ＭＭＩと異なる。
【００３９】
様々な実施形態において、入力ポート対７２５、７３０の４つのポート・カプラ７４５のうちの２つのみが入力光信号に結合される。例えば、導波路２２１（図２）は、１つの入力ポート・カプラ７４５に接続することができ、導波路２２６は、別の入力ポート・カプラ７４５に接続することができ、残りの入力ポート７４５は入力導波路に接続されない。入力光信号を受け取るポート・カプラ７４５は、機能ポート・カプラと呼ぶことができる。光信号を受け取らないポート・カプラは、ダミー・ポート・カプラと呼ぶことができる。より具体的には、入力ポート１および２、１および３、２および４、または３および４は、導波路２２１および２２６に接続することができる。入力ポートの組合せ１および４、または２および３では、スラブ７０５との相互作用電磁波の電界の必要な線形結合がもたらされてハイブリッド７００の９０°のハイブリッド動作がもたらされることは予想されない。入力カプラの組合せが異なると、典型的には、Ｉｐ、Ｉｎ、Ｑｐ、およびＱｎ信号（図２）の順序が異なることになる。
【００４０】
図示のように構成された場合、ハイブリッド７００は、従来通りに構成されたハイブリッドよりも広い波長範囲（例えば、光帯域幅）にわたって均衡のとれた光性能を備えることができる。言い換えれば、ハイブリッド７００の説明した構成は、ハイブリッド７００の入力波長をスキューさせ（ｓｋｅｗ）、その結果、均等に間隔をおいて配置した入力部および出力部を有する従来のＭＭＩ構成に基づく従来の９０°ハイブリッドでは普通なら失われるはずである適用可能な光バンド、例えば、ＣバンドまたはＬバンドの中心周波数からオフセットされた波長の干渉光を捕捉することができる。したがって、光デバイス１００は、従来のハイブリッド設計に基づく同様の光デバイスよりも約３倍大きい帯域幅（例えば、４０ｎｍ対１０ｎｍ）と同等である約１５３０ｎｍから約１５７０ｎｍの波長範囲で動作することができる。
【００４１】
光デバイス１００の動作は、導波路２２１、２２６、２２７、および２３１の光路長と、スプリッタ１３０およびハイブリッド１４０、１５０（例えば、ハイブリッド７００）の寸法とに敏感である。典型的には、従来のＰＩＣデバイスは、様々なパターン化層の比較的低い解像度のパターニング技法、例えば、コンタクト・プリンティングなどを使用して形成される。多くのコンタクト・プリンティング法では、フィーチャを十分な許容差および／または再現性で生成して位相調整器なしではＰＩＣ１１０を生成することができない。したがって、様々な実施形態において、ＰＩＣ１１０の層は、光Ｉ線リソグラフィおよび／または電子ビーム直接描画リソグラフィ、およびドライ（プラズマ）エッチング・プロセスを使用してパターン化される。そのようなプロセスを使用して、約１００ｎｍ以下の再現性でフィーチャ寸法を生成することができる。例えば、図３Ｂを参照すると、Ｉ線リソグラフィを使用して、Ｗ２の２乗平均平方根（ＲＭＳ）変動を１００ｎｍ以下とすることができる。そのような再現性は、一般に、商業的に存立可能な歩留でＰＩＣ１１０を生成するのに十分である。
【００４２】
さらに、ハイブリッド７００は、パターニング・プロセス、例えば、Ｉ線リソグラフィおよびプラズマ・エッチング・プロセスの変動に敏感であることがある。その結果として、一般に、ハイブリッド７００の光特性は物理的寸法の変動により変動することになる。したがって、光属性の一貫性および精度は、パターニング・プロセス変動への物理的寸法の敏感さを最小にすることによって改善することができる。説明した距離に対のポート・カプラ７４５を配置すると、ポート・カプラ７４５の寸法の精度および／または再現性が、特に、ポート・カプラ７４５がスラブ７０５と出会う場所で改善されると予想される。リソグラフィとエッチング・プロセスとのプロセス変動は、隣接するポート・カプラ７４５を近接させることによって低減されると考えられる。例えば、Ｄ１（図７Ｃ）は、約０．２μｍから約１．０μｍの範囲内とし、有益な近接効果を実現することができる。その結果、この改善は、ハイブリッド７００によって出力される信号の位相のより正確な制御をもたらすと予想される。
【００４３】
例えば、ハイブリッド７００が様々な実施形態に従って形成される場合、ハイブリッド７００は、約１５３０ｎｍから約１５７０ｎｍの範囲内、または約１５６０ｎｍから約１６１０ｎｍ範囲内の入力波長に対して約±５°以下の位相誤差でＱＰＳＫ信号のＩチャネルおよびＱチャネルを分離すると予想される。この態様により、ハイブリッド７００は波長分割多重（ＷＤＭ）信号の復調に特に著しく適合するようになる。
【００４４】
機能ポート・カプラ７４５を第２のポート・カプラ７４５と対にすると、前述の利点がもたらされるが、実施形態によっては、冗長なポート・カプラ７４５を省略することができる。したがって、例えば、導波路２２１は入力ポート１に接続することができ、導波路２２６は入力ポート３に接続することができ、入力ポート２および４は省略される。図７Ｄは、この例示の構成を示し、ポート２および４の位置は架空出力で示される。この場合、ポート１とポート２との間の中線７７５は、対称面７１０の上に配置され、ハイブリッド７００は、もはや対称面７１０に関して対称でないことに留意されたい。
【００４５】
図８を参照すると、ＰＩＣ１１０を形成する方法８００が提示される。方法８００は、限定はしないが、図２〜図６で説明したフィーチャを参照して説明される。方法８００のステップは、図示の順序とは別の順序で行ってもよい。
【００４６】
ステップ８１０において、光基板、例えば、基板２００が用意される。基板は、例えば、鉄ドープＩｎＰウェハとすることができる。
【００４７】
ステップ８２０において、希薄導波路スタック３１５、受動導波路スタック３２０、およびフォトダイオード・スタック３２５が、ブランケット層、例えば、パターン化されていない層の状態で形成される。この形成は、例えば、当業者に既知の方法を使用する有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタキシ（ＭＢＥ）によることができる。表１に列記したパラメータを様々な実施形態で使用することができ、ｎドープおよびｐドープ層を形成するのに、前に説明したドーパントを適宜に使用することができる。
【００４８】
ステップ８３０において、フォトダイオード１６０、１７０の一部分が形成される。いくつかの実施形態では、フォトダイオード１６０、１７０はメサ型ダイオードであり、ダイオード・メサをこのステップで形成することができる。ｐコンタクトおよびｎコンタクトも形成される。ｐコンタクトを形成するステップには、従来のパターニング技法を使用してｐ＋コンタクト層６９０に開口部を、および整合／ｎコンタクト層５３０に開口部を形成するステップが含まれる。開口部は、任意のいくつかの利用可能な金属プラグ、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕ、またはＷのいずれかで充填することができる。
【００４９】
ステップ８４０において、希薄導波路スタック３１５の横方向範囲が、モード変換器３０５において画定される。フォトダイオード・スタック３２５は、従来のパターン化と、整合／ｎコンタクト層５３０で停止する、例えば、Ｃｌベースのエッチングとによって除去することができる。受動導波路スタック３２０を従来通りにパターン化し、例えば、ＨＢｒベース・プラズマでエッチングして、テーパ部分３３５を形成することができ、エッチングは、クラッド層４４０で停止する。次に、スタック３１５を従来通りにパターン化し、例えば、ＣＨ４／Ｈ２ベース・プラズマでエッチングして、スタック３１５の一部分を除去し、それによって、テーパ部分３３５を画定することができる。そのようなプラズマ・エッチング・プロセスの詳細は、例えば半導体プラズマ・エッチングの当業者の技術内にある。
【００５０】
ステップ８５０において、受動セクション２１０の受動導波路層の横方向範囲を画定することができる。前に説明したように、スプリッタ１３０、ハイブリッド１４０、１５０、ならびに導波路２２１、２２６、２２７、および２３１の様々なフィーチャ寸法は、目標値を正確に再現するためにＩ線リソグラフィを使用して形成することができる。フォトダイオード・スタック３２５は、受動セクション２１０内ではステップ８４０において既に除去されている可能性がある。そうでない場合、フォトダイオード・スタック３２５は、ステップ８５０において、フォトレジスト層を画定するためのコンタクト・リソグラフィを使用して除去することができる。整合／ｎコンタクト層５３０が露出されると、スプリッタ１３０、ハイブリッド１４０、１５０、ならびに導波路２２１、２２６、２２７、および２３１の横方向範囲を、適切なＩ線レジストを使用するＩ線リソグラフィを使用して画定することができる。層５３０、５２０、および５１０は、例えば、ＨＢｒ、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、またはＣＨ４プラズマ・エッチングで除去することができる。
【００５１】
ステップ８６０において、ステップ８３０で露出されたダイオード接合部が不動態化される。不動態化は、ＩＣＰ−ＣＶＤなどの低イオン・エネルギーＣＶＤ技法で堆積された窒化ケイ素などの好適な誘電体層の堆積によることができる。
【００５２】
ステップ８７０において、ＰＩＣ１１０が平坦化される。平坦化は、ポリイミドまたはビス−ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などのスピン・オン樹脂で被覆するステップを含むことができる。
【００５３】
ステップ８８０において、ダイオードのｐコンタクトおよびｎコンタクト上のビア開口部が、従来のリソグラフィおよびエッチングによって平坦化層にパターン化される。開口部は、従来通りに充填され、金属ビアを形成する。
【００５４】
ステップ８９０において、電力をフォトダイオード１６０、１７０に供給し、それによって生成された電気信号を受け取るために、金属フィーチャ、例えば、コンタクト２５０、２５５、２６０および相互接続部が平坦化層上に従来通りに形成される。
【００５５】
ステップ８９５において、基板２００を薄化および劈開して、別個のＰＩＣ１１０を形成することができる。モード変換器２２０、２２５、２３０の露出したファセットは、従来の反射防止（ＡＲ）被覆で被覆することができる。
【００５６】
図９Ａを参照すると、光デバイスを形成する方法９００が提示される。以下の説明は、限定はしないが、図１〜図７で前に説明したフィーチャを参照することができる。さらに、方法９００のステップは図示の順序とは異なる順序で行うことができる。
【００５７】
ステップ９０５において、第１の導波路スラブ、例えば、スラブ７０５の第１の例が平面光基板の上に形成される。スラブ７０５は対称面７１０を有する。ステップ９１０において、第１の導波路スラブから延びる第１および第２の入力ポート・カプラ、例えば、ポート・カプラ７４５の諸例が形成される。入力ポート・カプラは、第１の入力カプラ対軸、例えば、軸７５５が、第１の入力ポート・カプラと第２の入力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、第１の対称面から非ゼロの第１の距離、例えば、Ｄ３にオフセットされる。ステップ９１５において、第１の導波路スラブから延びる第１および第２の出力ポート・カプラ、例えば、ポート・カプラ７４５の諸例が形成され、第１の出力カプラ対軸、例えば、軸７６５が第１の出力ポート・カプラと第２の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置されている。第１の出力カプラ対軸は、第１の対称面から異なる非ゼロの第２の距離、例えばＤ４にオフセットされる。
【００５８】
ステップ９２０において、第１の導波路スラブから延びる第３および第４の入力ポート・カプラが形成される。第３および第４の入力ポート・カプラは、第２の入力カプラ対軸、例えば、軸７６０が第３の入力カプラと第４の入力カプラとの間の中間部の近くに配置され、第１の対称面が第１の入力カプラ対軸と第２の入力カプラ対軸との間の中間部の近くにあるように第１の対称面から第１の距離にオフセットされる。
【００５９】
ステップ９２５において、第１の導波路スラブから延びている出力ポート・カプラが、形成され、この出力ポート・カプラは、第２の出力カプラ対軸、例えば、軸７４０が第３の出力ポート・カプラと第４の出力ポート・カプラとの間の中間部の近くに配置され、第１の対称面が第１の出力カプラ対軸と第２の出力カプラ対軸との間の中間部の近くにあるように第１の対称面から第２の距離にオフセットされる。
【００６０】
方法９００は、図９Ｂに続き、ステップ９３０は、平面光基板の上に配置され、第２の対称面を有する第２の導波路スラブ、例えば、スラブ７０５の第２の例を形成するステップを含む。
【００６１】
ステップ９３５において、第２の導波路スラブから延びる第３および第４の入力ポート・カプラが形成され、この第３および第４の入力ポート・カプラは、第２の入力カプラ対軸、例えば、軸７６０が第３の入力カプラと第４の入力カプラとの間の中間部の近くに配置されている。
【００６２】
ステップ９４０において、光スプリッタ、例えば、スプリッタ１３０が光基板の上に形成される。ステップ９４５において、第１のスプリッタ出力部が第１および第２の入力カプラの一方に接続される。ステップ９５０において、第２のスプリッタ出力部が第３および第４の入力カプラの一方に接続される。
【００６３】
ステップ９５５において、第１の導波路スラブから延びる第５および第６の入力ポート・カプラが形成される。ステップ９６０において、第２の導波路スラブから延びる第７および第８の入力ポート・カプラが形成される。ステップ９６５において、偏光ビームスプリッタ、例えば、ＰＢＳ１２０が、被変調光信号の第１および第２の偏光を分離するように構成される。ステップ９７０において、第１の偏光が第５および第６の入力光カプラの一方に結合される。ステップ９７５において、第２の偏光が第７および第８の入力光カプラの一方に結合される。
【００６４】
本出願が関連する当業者は、他のおよびさらなる追加、削除、置換、および変形を、説明した実施形態に行うことができることを認識するであろう。
【図１】
2014514596.tif 000004
【図２】
2014514596.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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【図５】
2014514596.tif 000014
【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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