專利名稱：可擦除的離子注入的光耦合器的制作方法
可擦除的離子注入的光耦合器領(lǐng)域本公開涉及光電路制造領(lǐng)域，具體涉及可擦除的輸入和輸出耦合器在光學(xué)組件和電路中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
集成光子產(chǎn)品包括濾波器、分插復(fù)用器、反射器以及用于光通信、光互連以及光感測的許多其它光學(xué)和光子器件。集成器件可構(gòu)建為多層，其中下層器件首先構(gòu)建，且更多器件被構(gòu)建下層器件上方。在微電子學(xué)中，在更多器件被層疊上去之前，可對下層上的器件進(jìn)行測試。許多微電子設(shè)計(jì)包括接觸墊，以允許測試探頭與部分完工的晶片進(jìn)行電連接。如果電路未良好工作，則對其進(jìn)行修復(fù)或?qū)⑵鋪G棄。這避免了構(gòu)建更高層卻在稍后發(fā)現(xiàn)電路有缺陷的浪費(fèi)。
在光器件中，通常使用光柵來代替電氣接觸墊，以將光耦合進(jìn)入和耦合出光電路。盡管當(dāng)前不存在用于集成光子器件的標(biāo)準(zhǔn)制造和測試技術(shù)，但經(jīng)蝕刻的光柵耦合器通常被用于測試原型光子器件。盡管能有效地使用經(jīng)蝕刻的光柵將光耦合到光子器件中以用于測試和表征目的，但一經(jīng)制造，它們就永久地被植入光電路中。典型地，中間光柵耦合器將在任一側(cè)斷開光學(xué)路徑，或降低光在光電路中傳播的效率。由于光柵是對晶片表面的變更，必須在器件測試之后將光柵從晶片物理地去除，或必須重新確定光學(xué)路徑以避開測試光柵。這限制了將經(jīng)蝕刻的光柵耦合器用于線上光學(xué)測試,且增加了去除它們的花費(fèi)。光子器件和其它光器件能利用已面向微電子領(lǐng)域完善建立的工藝(最著名的是通過使用基于絕緣體上硅(SOI)材料系統(tǒng)的CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)兼容制造技術(shù))在硅晶片上被大規(guī)模制造。替代地，可利用諸如鈮酸鋰、二氧化硅之類的其它材料以及πι-v族工藝來制造集成光器件。附圖
簡述參考以下附圖描述了本發(fā)明的非限制性和非窮舉實(shí)施例，在全部視圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同部件，除非另外指定。圖IA是適用于本發(fā)明的絕緣體上硅波導(dǎo)的簡圖。圖IB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有在波導(dǎo)上形成的硬掩模層的圖IA的波導(dǎo)的簡圖。圖IC是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有穿過圖案化掩模的離子注入的圖IA的波導(dǎo)的簡圖。圖ID是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有在波導(dǎo)中形成的光柵的圖IA的波導(dǎo)的簡圖。圖IE是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用光柵作為光耦合器來測試波導(dǎo)或其它光學(xué)組件的簡圖。圖IF是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的利用熱從波導(dǎo)擦除光柵的簡圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能用于測試若干光子器件的級聯(lián)光柵陣列的簡圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于測試光子器件的測試系統(tǒng)的簡圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括光子器件的移動(dòng)通信設(shè)備的簡圖。
具體實(shí)施例方式傳統(tǒng)上通過反應(yīng)離子蝕刻而制造的光耦合器件(在此情況下為光柵)可替代地通過離子注入來制造。這允許在使用之后通過低溫?zé)崽幚韥聿脸@些器件。例如，可擦除的光柵結(jié)構(gòu)可用于光學(xué)晶片級測量以及集成光子器件中需要集成反射器(布拉格光柵)和耦合器的迅速(或一次性)實(shí)現(xiàn)的任何其它應(yīng)用。擦除可通過熱退火或激光退火來執(zhí)行。激光退火允許注入的光柵在局部被擦除，且被處理的晶片的其它部分不受影響。
離子注入的光柵還能被用于電信應(yīng)用和光感測的產(chǎn)品中，在這些產(chǎn)品中，經(jīng)蝕刻的光柵一般是優(yōu)選的。離子注入的布拉格光柵顯示出了與等同的蝕刻光柵可比擬的或更好的性能，而且潛在地更易于被制造。此外，布拉格光柵的平坦表面是用于感測應(yīng)用和熱調(diào)諧應(yīng)用的優(yōu)勢?？刹脸鈻趴蓱?yīng)用于光學(xué)晶片級測試技術(shù)。通過在制造工藝期間的任何時(shí)候和任何地方插入光柵，制造期間的分析可以是快速的、線上的以及非破壞性的?？刹脸倪M(jìn)入點(diǎn)能被用于在器件晶片上的任何位置引導(dǎo)光，且對晶片表面的變更最少。如本文所描述，離子注入的集成光柵在絕緣體上硅(SOI)以及其它光學(xué)電路和器件中形成。這些光柵稍后能通過退火而被擦除。這些光柵極有可能用于光學(xué)集成，且能被用于各種集成光子應(yīng)用，諸如光通信、光感測以及光學(xué)晶片級測試。注入的光柵能通過使用已建立的離子注入工藝來制造。注入的離子5在所影響的波導(dǎo)的硅晶格中引入結(jié)構(gòu)改變。離子注入能將晶體硅結(jié)構(gòu)改變成非晶硅結(jié)構(gòu)。這足以改變折射率，以使得晶體硅和非晶硅的交替行的圖案能形成光柵。非晶硅與晶體硅的折射率η之間的折射率差在例如約I. 55 μ m的光波長下約為O. 5。通過用作模板的SiO2硬掩模注入IV族離子(諸如Ge離子5)，可將周期性圖案轉(zhuǎn)移到硅波導(dǎo)上。注入其它離子以損壞硅也是可行的。對于硅而言，IV族材料Ge和其它IV族離子效果良好，但也能使用其它離子。對于諸如砷化鎵之類的III-V族材料、對于諸如鈮酸鋰之類的絕緣體、或?qū)τ谥T如硅玻璃之類的非晶材料，其它離子可能產(chǎn)生更好的結(jié)果。圖IA至IE示出通過離子注入來制造光柵的示意圖。例如，這樣的光柵可被配置為輸入或輸出耦合器、或布拉格光柵。這些光耦合器能被用于晶片級測試。圖IA示出一個(gè)示例中的半導(dǎo)體襯底I。在一個(gè)示例中，該襯底具有位于掩埋的絕緣體層(諸如二氧化硅)之上的半導(dǎo)體層(諸如硅)，然而，可替代地使用其它材料。已使用(例如)uv光刻技術(shù)以及隨后的反應(yīng)式離子蝕刻在襯底I的頂部半導(dǎo)體層上形成了常規(guī)的脊形光波導(dǎo)2。在所示示例中，波導(dǎo)是硅脊形波導(dǎo)，然而也可替代地使用其它類型的波導(dǎo)。該光波導(dǎo)是用于說明目的。各種不同光器件可通過本示例中的簡單波導(dǎo)來表示。這些器件包括濾波器、分插復(fù)用器、調(diào)制器、諧振器、反射器以及許多其它基于波導(dǎo)的光學(xué)和光子器件。圖IB示出沉積在包括波導(dǎo)的襯底I之上的具有硬掩模3的光波導(dǎo)。硬掩模層3在波導(dǎo)上被形成為二氧化硅(SiO2)層或氮化硅(Si3N4)層，然而也可使用各種其它CMOS相容材料，包括電介質(zhì)和金屬(諸如鋁)。電介質(zhì)可包括Si02、Si3N4、Si0H、Si0N以及多晶硅，等等。金屬可包括Al、Cr、W以及Au,等等。然后在硬掩模3上將抗蝕劑層4 (諸如光刻膠或電子束抗蝕劑)圖案化為周期性光柵圖案或任何其它想要的圖案。例如，該抗蝕劑可以被沉積或被旋涂。然后它通過(例如)電子束光刻或深UV光刻而被曝光，并被顯影。這使得硬掩模層3按照想要的圖案來暴露。該特定圖案取決于所制造的特定器件。對于光柵而言，可使用如圖IC所示的行的周期性圖案。然而，該硬掩模也能用于制造其它圖案。在將抗蝕劑圖案化之后，使用例如基于CHF3的氣體(在SiO2的情況下)或其它標(biāo)準(zhǔn)電介質(zhì)或金屬蝕刻劑(取決于所使用的掩模材料)來蝕刻硬掩模3的暴露區(qū)域。典型的蝕刻劑包括碳和硅的氟化物以及各種酸，等等。因此，該圖案被施加至硬掩模3。然后去除光刻膠，留下經(jīng)圖案化的硬掩模4。可選擇硬掩模4上的圖案的特定尺寸以適合特定應(yīng)用，諸如要耦合進(jìn)出光學(xué)組件的光以及想要的耦合效率。在圖IC中，通過經(jīng)圖案化的硬掩模4來注入離子5。該注入可使用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體處·理技術(shù)來執(zhí)行。離子按照與硬掩模相對應(yīng)的圖案來損傷下方的襯底。該損傷改變受影響區(qū)域中的襯底的折射率。如果損傷足夠強(qiáng)，則可使襯底改變狀態(tài)，例如從晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷А＿@提供折射率的較大改變?？烧{(diào)整離子注入量以及對襯底的損傷以適合特定應(yīng)用。在圖ID中，通過適當(dāng)?shù)倪x擇性濕法蝕刻或反應(yīng)式離子蝕刻來去除硬掩模4。這留下了經(jīng)圖案化的離子注入?yún)^(qū)域，從而形成光耦合器6。所得的光耦合器6能用于將光耦合進(jìn)出波導(dǎo)或任何其它光學(xué)元件。光耦合器6提供用于進(jìn)出襯底I上的光學(xué)組件的進(jìn)入點(diǎn)，以用于測試和其它用途。所有這些操作與常規(guī)的CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)制造工藝相容。這允許光稱合器6與晶片上的其它電子和光子兀件共存,并在同一設(shè)施上且利用同一設(shè)備來制造。在一個(gè)示例中，通過離子注入形成布拉格光柵。布拉格光柵能被用作頻率選擇的反射器。取決于特定應(yīng)用，可設(shè)計(jì)布拉格光柵以將窄波長帶的光反射回入射光波導(dǎo)中。在此示例中，如上所述制造的布拉格光柵可按照與光耦合器相同的方式來擦除?？苫谄骷念A(yù)期用途和制造需求來進(jìn)行對光柵、光耦合器或其它光器件的特定選擇。光耦合器6的深度受由離子注入所形成的非晶區(qū)域的厚度的影響?？稍谳^低的注入劑量和較高的注入溫度下使用較重的離子。另一方面，較輕的離子需要較高的劑量和較低的溫度。較低的溫度有助于防止非晶硅中發(fā)生自退火。自退火將降低注入工藝的效率。在離子注入工藝期間，襯底會(huì)因?yàn)殡x子撞擊而被加熱。這產(chǎn)生了自退火效應(yīng)，該效應(yīng)對預(yù)期由離子注入所引起的損傷不利。像Sn、Xe或鍺之類的較重的離子種類能夠在較低劑量下引起想要的損傷，因?yàn)樵谧矒糁校^重的質(zhì)量產(chǎn)生較高的損傷濃度。這增強(qiáng)了材料的非晶化，并限制自退火。另一方面，較輕的離子種類(例如硼或磷，甚至He和N2)需要高注入劑量，且非常容易傾向于自退火。此外，輕離子種類會(huì)容易地?cái)U(kuò)散到材料中，從而使光柵分布難以控制。用于注入的離子的特定選擇將取決于想要的效果和所涉及的制造設(shè)備?？赡艿碾x子包括Ge、Sn、Pb、Sb、Xe、一般而言的稀有氣體(Ne、Ar、Kr、Xe)以及碳，等等。為了與CMOS工藝相容，已使用了 Ge和Si，不過其它材料也可能是適合的。Ge離子5能被用于在相對低劑量下(諸如，IO14-IO15個(gè)離子/cm2)通過硬掩模4來產(chǎn)生非晶區(qū)域。使用30keV與70keV之間的能量以及從300K到700K的溫度獲得了良好效果。在Ge離子5的情況下,這產(chǎn)生了從50nm到IOOnm深度的光稱合器6。對于典型的SOI波導(dǎo)材料，可假定，當(dāng)點(diǎn)缺陷的濃度達(dá)到約4X IO22CnT3的值時(shí)，材料完全是非晶的。該濃度對應(yīng)于晶體硅原子密度的約80%。此外，迄今為止獲得的數(shù)據(jù)表明，較低的點(diǎn)缺陷濃度值也與硅折射率的改變相關(guān)聯(lián)。因此，盡管非晶化確保較高的折射率改變(從而確保較高的光柵效率)，但對于較低的損傷濃度，實(shí)現(xiàn)較弱的光柵效應(yīng)也是可能的。在光耦合器6或光柵就位的情況下，可如圖IE所表明的那樣測試該晶片。在一個(gè)示例中，光耦合器6是光柵，且被用于將光耦合進(jìn)出波導(dǎo)，以創(chuàng)建用于晶片上的光學(xué)組件的入口和出口。圖IE示出被用作出口的光柵6。透過波導(dǎo)2傳播的光信號7通過光耦合器6全部或部分地被引導(dǎo)離開該波導(dǎo)。然后可對信號7取樣、測量以及評估，以用于測試目的。然而，除了作為出口，同樣或不同的光耦合器6也可用作入口。根據(jù)光學(xué)組件2和光耦合器 6的特定構(gòu)造，可對晶片上的光器件執(zhí)行各種不同測試中的任一種。然后，當(dāng)測試完成時(shí)，可擦除光耦合器6。因?yàn)樵诮?jīng)注入的材料中的折射率變化主要與離子注入損傷有關(guān)，所以光柵效應(yīng)可逆。在一個(gè)示例中，如圖IF所示，通過適當(dāng)溫度(例如550° C)的退火15-20分鐘，光耦合器6被擦除?？墒褂闷渌に囈源鏈囟韧嘶鸹蜃鳛闇囟韧嘶鸬母郊?。這允許經(jīng)注入的光耦合器6在需要可擦除的光耦合器的任何地方使用。用于可擦除光柵的一個(gè)示例應(yīng)用是用于光子器件的晶片級測試?？稍诮?jīng)處理的硅晶片的不同區(qū)域中注入集成光耦合器，以使得光耦合能用于測試目的。圖2示出能用于測試光子器件的級聯(lián)光柵陣列。級聯(lián)構(gòu)造能為光學(xué)晶片級測試提供更大范圍的測試。在圖2中，在器件晶片22上注入較高效率(Ili)的輸入耦合器21，且通過使用各種效率(1，n2, n3)的不同光柵在晶片中的不同點(diǎn)23、24、25處提取輸出信號。在圖2的示例中，光測試信號26通過光信號產(chǎn)生器27耦合到晶片中。測試信號傳播通過構(gòu)成第一待測光子器件(PDUT1)28的一個(gè)或多個(gè)光器件。第一 TOUT的輸出29在第一較低效率光柵23處被測試信號接收器30部分地收集。然而，僅收集了輸入測試信號的一部分，光測試信號26的余下部分繼續(xù)通過第二光器件(PDUT2)31。在通過第二器件處理之后，測試信號32的一部分被第二測試信號接收器34所收集。測試信號26的余下部分繼續(xù)至第三光器件(PDUT3)34。該器件的光學(xué)輸出35可在第三輸出光柵25處被第三測試信號接收器36所收集?？赡艽嬖诟郊拥墓馄骷?未不出)，測試信號26的余下部分傳播通過附加的光器件。根據(jù)所要支持的特定測試方案，可提供更多或更少的輸入和輸出光柵。如果在光學(xué)電路或路徑中存在分支，則各個(gè)分支處的光柵可用于收集測試信號的諸部分?？烧{(diào)整測試信號和分支的特定數(shù)量以適合晶片的特定布局和任何期望的測試方案。為了區(qū)別每個(gè)不同器件的測試輸出29、32、35，可構(gòu)想各種策略。在一個(gè)示例中，通過采用不同注入深度或不同光柵周期，可在晶片上的不同位置處注入不同的光柵。通過在注入工藝期間使用不同離子能量，可制造不同注入深度。不同深度和不同周期允許使用不同波長的光測試信號。這可允許通過將一系列光柵級聯(lián)來實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的測試方案。在所示示例中,所施加的原始測試信號26具有寬頻率范圍,如該圖中的三個(gè)不同陰影的箭頭所示。在每個(gè)輸出光柵23、24、25處，僅單個(gè)波長范圍被相應(yīng)的光柵耦合并被相應(yīng)的接收器30、33、36收集。在所有三個(gè)輸出光柵之后，收集所有三個(gè)波長帶。為了該圖的目的，已通過測試過程收集了整個(gè)輸入測試信號26。圖2是為了說明級聯(lián)光柵陣列的概念而提供的簡圖?？烧{(diào)整實(shí)際光頻率范圍和光柵布置以適合任何特定應(yīng)用?？烧{(diào)整光柵的效率以適合任何特定的測試應(yīng)用。在許多情況下，從經(jīng)注入的耦合器提供的信號會(huì)非常弱且在頻率范圍中非常窄，從而目的變成了能夠檢測該信號的表示。然后可對所檢測到的表示進(jìn)行取樣和評估，以獲得其承載的信號或其它特性。在這樣的情況下，為了測試集成設(shè)計(jì)，功率要求可能相對低，只要測試信號以令人滿意的SNR (信噪比)在波導(dǎo)或其它光器件內(nèi)部耦合。這種類型的耦合允許利用具有非常低耦合效率的光柵來執(zhí)行晶片級測試。因此，在這樣的系統(tǒng)中，盡管陰影離子注入光柵的耦合效率比其它類型的光柵低，仍可使用陰影離子注入光柵來獲得良好效果。對于其它應(yīng)用而言，可能期望高得多的耦合效率。對于輸入光柵而言，這可通過提供較高的輸入功率來提供。替代地，可使用較深的離子注入光柵。在一些實(shí)例中，可將其它類型的光柵或端口用于需要高耦合效率來支持特定測試的少數(shù)場景?？烧{(diào)整任何特定光柵的設(shè)計(jì)以適合測試方案。 在圖IF中，擦除光耦合器6，從而將襯底I和波導(dǎo)2返回它們的原始狀態(tài)或接近原始狀態(tài)。可利用快速熱退火(RTA)或激光退火等等來擦除光柵。激光退火允許將退火引導(dǎo)至晶片上的特定位置。這能被用于允許特定光柵被擦除，而不影響任何其它光電路或器件。RTA可被如下的晶片，其中的光學(xué)電路更強(qiáng)健而且不會(huì)受到加熱至擦除工藝所需溫度的影響。雖然圖IF顯示光耦合器6已從襯底I和波導(dǎo)2完全擦除，但波導(dǎo)上可能存在光耦合器6的殘留物。光耦合器被擦除的程度將取決于原始離子注入的特性和退火工藝的效率。即使一些硅保持非晶或受損狀態(tài)，光耦合器也可能被充分去除以消除其功能。此外，即使實(shí)際上所有的受損/非晶硅已返回至晶體狀態(tài)，注入的離子可能仍然殘留在襯底中。沒有必要在退火期間完全消除光耦合器的所有殘留物，替代地恢復(fù)光波導(dǎo)的先前功能以供使用。根據(jù)應(yīng)用，可將晶片測試到不同程度。圖3是用于包含光學(xué)電路或光子元件的晶片41的測試構(gòu)造的簡圖。該晶片可以是用于最終測試的完成晶片或部分經(jīng)過處理的晶片。根據(jù)測試結(jié)果，部分經(jīng)過處理的晶片可被測試然后送至制造區(qū)域以進(jìn)行進(jìn)一步處理、送至返工區(qū)域以進(jìn)行修復(fù)、或被丟棄。晶片被耦合至多個(gè)光學(xué)探頭42，諸如圖2的信號發(fā)生器27和信號接收器30、33、36。對于包括多個(gè)芯片的晶片而言，根據(jù)測試場景，可針對每個(gè)芯片或針對芯片中的一個(gè)或多個(gè)而將探頭加倍。光學(xué)探頭可通過可擦除光柵并通過永久的光耦合器被耦合至晶片。這可允許按照期望地測試盡可能多的光學(xué)電路和器件。光學(xué)探頭耦合至光學(xué)子系統(tǒng)43，該光學(xué)子系統(tǒng)43控制信號產(chǎn)生器所產(chǎn)生的信號，并收集由信號接收器所收集的信號。一組電氣探頭和連接器44也被耦合至晶片上的電氣連接墊和觸點(diǎn)，以按期望地向晶片提供驅(qū)動(dòng)和調(diào)制信號。根據(jù)晶片上的特定組件以及將要執(zhí)行的測試的類型，電氣探頭可驅(qū)動(dòng)晶片上的電子組件(如果存在)、向晶片提供控制信號、并提供調(diào)制和切換信號。電氣探頭和連接器被耦合至電氣子系統(tǒng)45。光學(xué)和電氣子系統(tǒng)被耦合至測試控制器46，測試控制器46可以是用于控制測試的專用或通用計(jì)算機(jī)的形式。測試控制器提供信號序列并從子系統(tǒng)接收結(jié)果。然后測試控制器可將結(jié)果提供給用戶接口或生產(chǎn)控制系統(tǒng)47。圖4是適用于如上所述的微電子器件的設(shè)備的示例。在圖4的示例中，設(shè)備100被優(yōu)化以用作移動(dòng)電話、便攜式游戲控制臺(tái)或移動(dòng)因特網(wǎng)設(shè)備，然而，根據(jù)電源、外殼和用戶接口設(shè)計(jì)等等，可調(diào)整該架構(gòu)以用作平板、筆記本或桌面計(jì)算機(jī)。在圖4中，處理器410耦合至系統(tǒng)控制器中樞411。系統(tǒng)控制器中樞具有連接至各種不同設(shè)備的接口。在一側(cè)，諸如SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)之類的高速存儲(chǔ)器412耦合至第一存儲(chǔ)器接口。諸如盤驅(qū)動(dòng)器、閃存或非易失性存儲(chǔ)器之類的高容量存儲(chǔ)器413耦合至第二存儲(chǔ)器接口。串行接口 414耦合至該系統(tǒng)控制器中樞以支持蜂窩、無線網(wǎng)絡(luò)和外圍設(shè)備無線電裝置以及任何其它串行設(shè)備，諸如媒體卡、存儲(chǔ)卡和其它適配器卡。系統(tǒng)控制器中樞411還耦合至圖形適配器415，圖形適配器415連接至內(nèi)部顯示器 416。對于便攜式設(shè)備而言，這可以是各種類型中的任一種類型的觸摸屏顯示器。第二圖形適配器417可耦合至系統(tǒng)控制器中樞以提供用于外部顯示器的視頻輸出。第二圖形適配器可與第一圖形適配器組合以降低成本，或它可僅被提供作為接口適配器而沒有像素處理能力。用戶接口總線418允許各種低引腳數(shù)量的輸入/輸出接口中的任一種連接至系統(tǒng)控制器中樞411。這可包括觸摸屏控制器、鍵盤、紅外收發(fā)機(jī)等等。該系統(tǒng)控制器中樞還包括用于話筒、揚(yáng)聲器、頭戴式耳機(jī)等等的模擬音頻接口419。最終，高速連接接口 420可連接至系統(tǒng)控制器中樞，以支持諸如PCI (外圍組件接口)、USB (通用串行總線)、火線、光峰(Light Peak)等等之類的高速外部接口。該連接可被用于同步，以及用于照相機(jī)、語音和視頻電話、有線和無線高速聯(lián)網(wǎng)，以及其它目的。各種不同的高速適配器和加速器也可耦合至該接口。所示的特定連接、接口和設(shè)備是作為示例而提供的，可使用更多或更少設(shè)備，而且可改變所示特定示例以適合特定區(qū)域和使用應(yīng)用。所示架構(gòu)提供一個(gè)示例，然而，根據(jù)應(yīng)用可組合或分割某些設(shè)備。例如，可將圖形、存儲(chǔ)器以及一些接口納入該系統(tǒng)控制器中樞或處理器中。該處理器可被配置成與圖形、存儲(chǔ)器、高速外部接口以及其它組件直接通信。此外，可添加更多組件以適合特定應(yīng)用。所示組件中的任何一個(gè)或更多個(gè)可包括如上所述的絕緣體上硅光波導(dǎo)。例如，處理器110可包括內(nèi)部波導(dǎo)122，以在處理器的不同部分之間通信，例如在執(zhí)行核與數(shù)據(jù)或指令高速緩存之間通信。系統(tǒng)控制器中樞111可包括內(nèi)部波導(dǎo)123，以在不同接口或總線之間通信。在每種情況下，波導(dǎo)將兩個(gè)光學(xué)設(shè)備(未示出)連接到一起，這些光學(xué)設(shè)備可能僅僅是光電接口，或可能直接影響光。此外，光波導(dǎo)可用于在該系統(tǒng)的分立組件之間進(jìn)行通信。圖4分別示出處理器和中樞上的波導(dǎo)424、425，以支持這兩個(gè)設(shè)備之間的光學(xué)連接。相似地，波導(dǎo)126、127用于將圖形適配器115耦合至中樞111。如果圖形適配器被納入處理器或中樞中，則仍可使用光波導(dǎo)來將圖形適配器連接至該單個(gè)芯片的其它部分?？墒褂霉膺B接器來耦合其它組件。圖4還示出在相對的片上波導(dǎo)128、129之間的光學(xué)連接，用于將中樞連接至高速連接總線120?？烧{(diào)整系統(tǒng)100內(nèi)的光波導(dǎo)的特定使用和構(gòu)造以適合各種各樣的應(yīng)用和環(huán)境。在以下描述中，描述了各種特定細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的實(shí)施例的透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以在無需這些具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)的情況下、或者使用其它方法、組件、材料等來實(shí)踐本發(fā)明。在其它情形中，公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作未被示出或未詳細(xì)描述，但仍然被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。貫穿本說明書，對“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，本說明書中的這樣的短語的出現(xiàn)不一定都指代同一實(shí)施例。而且，特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性可按照任何合適的方式在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中組合。所示出的本發(fā)明的實(shí)施例的以上描述(包括摘要中描述的內(nèi)容)不旨在窮舉本發(fā)明或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式。雖然本文中為了說明目的描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例和示例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明范圍內(nèi)的各種等價(jià)修改是可能的。鑒于以上詳細(xì)描述，可對本發(fā)明作出這些修改。 所附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語不應(yīng)當(dāng)理解為將本發(fā)明限制為說明書和權(quán)利要求書中公開的特定實(shí)施例。相反，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)完全根據(jù)所附權(quán)利要求書來確定，權(quán)利要求書應(yīng)當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求解釋的既定教義來理解。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 將離子注入襯底，以在光器件的波導(dǎo)中形成光柵； 將光信號耦合進(jìn)入所述波導(dǎo)以及耦合出所述波導(dǎo)，并通過所述光柵；以及 在通過所述波導(dǎo)耦合光信號之后，對所述襯底退火以去除所述光柵。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括將所述光器件制造為絕緣體上硅光器件。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，注入離子包括利用光刻在所述襯底上形成硬掩模，并通過所述硬掩模注入離子。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，注入離子包括按照圖案將重IV族離子注入所述襯底。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，注入離子包括在低于所述襯底的自退火溫度的溫度下注入離子。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，注入離子包括注入離子以在所述襯底中形成折射率的周期性變化的光柵。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，注入離子包括注入離子以形成布拉格光柵。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，注入離子包括通過所述離子注入使所述襯底的至少一部分從晶體狀態(tài)變成非晶狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，去除所述光柵包括使所述襯底的非晶部分變成至少部分晶體狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，注入離子包括引入輻射損傷以改變經(jīng)注入材料的折射率。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，形成光柵包括形成用于將光耦合到所述波導(dǎo)中的光耦合器。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，耦合光信號包括利用所耦合的光信號來測試所述光器件。
13.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括在所述襯底上形成耦合至所述襯底上的多個(gè)不同光器件的多個(gè)光柵，所述不同光柵具有不同的光學(xué)性質(zhì)，以將不同的波長耦合出所述襯底。
14.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括在去除所述光柵之后在所述光器件上形成附加的光器件。
15.一種裝置,包括 襯底； 所述襯底上的光器件； 光耦合器，在所述襯底上臨時(shí)形成以用于測試，然后通過退火被去除，所述光耦合器耦合至所述光器件以測試所述光器件。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述光耦合器是布拉格光柵。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述光耦合器通過按照周期性圖案來損傷所述襯底而臨時(shí)形成。
18.一種裝置，包括 襯底； 所述襯底上的第一光器件； 所述襯底上的第二光器件； 光波導(dǎo)，位于所述第一和第二光器件之間并耦合所述第一和第二光器件； 光耦合器，在所述襯底上臨時(shí)形成以用于測試，然后在測試之后被擦除，所述光耦合器耦合至所述光波導(dǎo)以將外部光測試信號耦合出所述波導(dǎo)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，還包括第二光耦合器，用于將所述外部光信號耦合入所述第一光器件中。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，還包括 第三光器件； 第二光波導(dǎo)，位于所述第二和第三光器件之間，并耦合所述第二和第三光器件；以及第三光耦合器，耦合至所述第二光波導(dǎo)，以將外部光信號從所述第二光耦合器耦合出所述第二波導(dǎo)， 其中所述第一光耦合器僅將所述外部光信號的一部分耦合出所述波導(dǎo)。
21.一種裝置，包括 無線電裝置； 耦合至所述無線電裝置的中樞；以及 耦合至所述中樞的處理器，所述處理器具有 襯底； 所述襯底上的第一光器件； 所述襯底上的第二光器件； 光波導(dǎo)，位于所述第一和第二光器件之間并耦合所述第一和第二光器件； 光耦合器，在所述襯底上臨時(shí)形成以用于測試，然后在測試之后被擦除，所述光耦合器耦合至所述光波導(dǎo)以將外部光測試信號耦合出所述波導(dǎo)。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述處理器波導(dǎo)是絕緣體上硅波導(dǎo)。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述光耦合器通過離子注入來形成，并通過退火而被擦除。
全文摘要
描述了可擦除的離子注入的光耦合器。在一個(gè)示例中，一種方法包括將離子注入襯底，以在光器件的波導(dǎo)中形成光柵，該光柵將光信號耦合進(jìn)出該波導(dǎo)并通過光柵；以及在通過波導(dǎo)耦合光信號之后，對襯底退火以去除光柵。
文檔編號G02B6/12GK102893189SQ201180023430
公開日2013年1月23日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者G·T·里德, R·羅亞考諾 申請人:英特爾公司