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公開番号2025113182
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024228159
出願日2024-12-25
発明の名称横磁気偏光シリコンフォトニック変調器用リブ導波路
出願人アロエセミコンダクターインク.
代理人個人
主分類G02F 1/015 20060101AFI20250725BHJP(光学)
要約【課題】他の電気光学変調器と比較して、より高い帯域幅および/またはより低損失を達成することができるシリコンフォトニクスにおける電気光学変調器を提供する。
【解決手段】シリコンフォトニック光変調器は、光入力と、光入力に接続され、準横磁気(準TM)偏光を伝搬するように構成された光導波路と、を含む。光導波路は、スラブ上に配置されたリブを含むリブ導波路として構成される。リブは少なくとも1つのドーパントを含む。リブの最下部の垂直ドーピングプロファイルにおける少なくとも1つのドーパントの平均濃度は、リブの最上部の垂直ドーピングプロファイルにおける少なくとも1つのドーパントの平均濃度よりも大きい。リブの最上部は、リブ導波路の高さの20%から80%の間の高さを有する。リブの最下部は、最上部の下方のリブの残部を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光入力；および
該光入力に接続され、準横磁気（準TM）偏光を伝搬するように構成された光導波路であって、スラブ上に配置されたリブを含むリブ導波路として構成されている、前記光導波路；
を備え、
該リブは、少なくとも1つのドーパントを含み、
該リブの最下部の垂直ドーピングプロファイルにおける該少なくとも1つのドーパントの平均濃度は、該リブの最上部の垂直ドーピングプロファイルにおける該少なくとも1つのドーパントの平均濃度よりも大きく、
該リブの該最上部は、該リブ導波路の高さの20%から80%の間の高さを有し、かつ
該リブの該最下部は、該最上部の下方の該リブの残部を含む、
シリコンフォトニック光変調器。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記最下部における前記少なくとも1つのドーパントの前記平均濃度が、前記最上部における前記少なくとも1つのドーパントの前記平均濃度の少なくとも1.5倍である、請求項1に記載のシリコンフォトニック光変調器。
【請求項３】
前記最下部における前記少なくとも1つのドーパントの前記平均濃度が、前記最上部における前記少なくとも1つのドーパントの前記平均濃度の少なくとも2倍である、請求項2に記載のシリコンフォトニック光変調器。
【請求項４】
前記最上部の高さは、前記リブ導波路の高さの35%から65%の間である、請求項1に記載のシリコンフォトニック光変調器。
【請求項５】
前記最下部における前記少なくとも1つのドーパントの前記平均濃度が、10
17
cm
-3
から10
18
cm
-3
の間であり、前記最上部における前記少なくとも1つのドーパントの前記平均濃度が、5×10
16
cm
-3
未満である、請求項1に記載のシリコンフォトニック光変調器。
【請求項６】
前記少なくとも1つのドーパントは、前記リブの第1の側方部における第1のドーパントと、前記リブの第2の側方部における第2のドーパントと、を含み、該第2の側方部が該第1の側方部に対向しており、
該第1の側方部と該第2の側方部が、半導体接合ダイオードを形成している、請求項1に記載のシリコンフォトニック光変調器。
【請求項７】
前記リブの前記第1の側方部における第1の垂直ドーピングプロファイルにおける前記第1のドーパントの濃度が、前記リブの前記下方部において前記リブの上方部よりも高く、かつ
前記リブの前記第2の側方部における第2の垂直ドーピングプロファイルにおける前記第2のドーパントの濃度が、前記リブの前記下方部において前記リブの上方部よりも高い、請求項6に記載のシリコンフォトニック光変調器。
【請求項８】
前記半導体接合ダイオードに電界を印加するように構成された電極を備える、請求項6に記載のシリコンフォトニック光変調器。
【請求項９】
前記電極が接触する半導体コンタクト領域を備え、
該半導体コンタクト領域の高さが、前記スラブの高さよりも大きい、請求項8に記載のシリコンフォトニック光変調器。
【請求項１０】
前記リブ導波路内のTM偏光2次元（2D）導波モードの実効屈折率が、前記スラブ内の横電場（TE）偏光1次元（1D）導波モードの実効屈折率より大きい、請求項1に記載のシリコンフォトニック光変調器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、シリコンフォトニクスにおける電気光学変調器に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおいて、電気光学変調器は、光波形を変調して情報を伝達する基本的なメカニズムを提供する。一般に電気光学変調器は、電気信号によって提供されるデジタルデータなどの情報に応じて、光波形の1つ以上の特性を変更することによって動作する。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の実施形態は、一般に、シリコンフォトニクスにおける電気光学変調器を対象とする。本開示のいくつかの態様は、光入力と、光入力に接続され、準横磁気（準TM）偏光を伝搬するように構成された光導波路と、を含む、シリコンフォトニック光変調器に関する。光導波路は、スラブ上に配置されたリブを含むリブ導波路として構成される。リブは少なくとも1つのドーパントを含む。リブの最下部の垂直ドーピングプロファイルにおける少なくとも1つのドーパントの平均濃度は、リブの最上部の垂直ドーピングプロファイルにおける少なくとも1つのドーパントの平均濃度よりも大きい。リブの最上部は、リブ導波路の高さの20%から80%の間の高さを有する。リブの最下部は、最上部の下方のリブの残部を含む。
【０００４】
本明細書で説明されているこの変調器および他の変調器の実施形態は、少なくとも以下の特徴のうちの1つ以上を有することができる。
【０００５】
いくつかの実施形態では、最下部における少なくとも1つのドーパントの平均濃度が、最上部における少なくとも1つのドーパントの平均濃度の少なくとも1.5倍である。
【０００６】
いくつかの実施形態では、最下部における少なくとも1つのドーパントの平均濃度が、最上部における少なくとも1つのドーパントの平均濃度の少なくとも2倍である。
【０００７】
いくつかの実施形態では、最上部の高さは、リブ導波路の高さの35%から65%の間である。
【０００８】
いくつかの実施形態では、最下部における少なくとも1つのドーパントの平均濃度が、10
17
cm
-3
から10
18
cm
-3
の間であり、最上部における少なくとも1つのドーパントの平均濃度が、5×10
16
cm
-3
未満である。
【０００９】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのドーパントは、リブの第1の側方部における第1のドーパントと、リブの第2の側方部における第2のドーパントと、を含み、第2の側方部が第1の側方部に対向している。第1の側方部と第2の側方部が、半導体接合ダイオードを形成している。
【００１０】
いくつかの実施形態では、リブの第1の側方部における第1の垂直ドーピングプロファイルにおける第1のドーパントの濃度が、リブの下方部においてリブの上方部よりも高く、かつリブの第2の側方部における第2の垂直ドーピングプロファイルにおける第2のドーパントの濃度が、リブの下方部においてリブの上方部よりも高い。
（【００１１】以降は省略されています）

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