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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-06
(54)【発明の名称】アンダーカット熱光学位相シフタ
(51)【国際特許分類】
G02F 1/01 20060101AFI20231027BHJP
G02B 6/14 20060101ALI20231027BHJP
G02B 6/136 20060101ALI20231027BHJP
【ＦＩ】
G02F1/01 C
G02B6/14
G02B6/136
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023521445
(86)(22)【出願日】2021-10-14
(85)【翻訳文提出日】2023-05-30
(86)【国際出願番号】 US2021054925
(87)【国際公開番号】W WO2022081810
(87)【国際公開日】2022-04-21
(31)【優先権主張番号】17/070,891
(32)【優先日】2020-10-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519011669
【氏名又は名称】アヤー・ラブス・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＹＡＲ ＬＡＢＳ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ブクビンダー・シドニー
(72)【発明者】
【氏名】フィニ・ジョン
(72)【発明者】
【氏名】ヒロ・アナトル
【テーマコード（参考）】
2H147
2K102
【Ｆターム（参考）】
2H147AB11
2H147AB28
2H147AC05
2H147BA17
2H147BB02
2H147BD03
2H147BG04
2H147DA09
2H147EA13A
2H147EA13C
2H147EA14B
2H147FC04
2H147GA05
2K102AA28
2K102BA01
2K102BB04
2K102BC10
2K102BD01
2K102CA21
2K102DA05
2K102DB08
2K102DD03
2K102EA05
(57)【要約】
【解決手段】熱光学位相シフタは、基板を備え、基板は、基板の上側領域に形成されている空洞を有する。熱光学位相シフタは、基板の上方に配置されている光導波路を備える。光導波路は、空洞の上方を横切って延伸する。熱光学位相シフタは、さらに、光導波路の側面に沿って配置されているヒータ装置を備える。ヒータ装置は、空洞の上方を横切って延伸する。空洞は、光導波路およびヒータ装置が形成された後に、アンダーカットエッチング処理によって形成される。光導波路は、空洞の上を通る１または複数のセグメントを備えるように形成されうる。また、空洞の上に延伸する光導波路の１または複数のセグメントがヒータ装置によって挟まれるように、第２ヒータ装置が備えられてもよい。ヒータ装置と光導波路との間の伝熱を強化するために、熱貫流構造が備えられてもよい。
【選択図】図１Ａ
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱光学位相シフタであって、基板であって、前記基板の上側領域に形成されている空洞を有する、基板と、
前記基板の上方に配置されている光導波路であって、前記空洞の上方を横切って延伸する、光導波路と、
前記光導波路の側面に沿って配置されているヒータ装置であって、前記空洞の上方を横切って延伸する、ヒータ装置と、
を備える、熱光学位相シフタ。
【請求項2】
請求項１に記載の熱光学位相シフタであって、前記空洞の上方を横切って延伸する前記光導波路のセグメントは、実質的に直線の形状を有する、熱光学位相シフタ。
【請求項3】
請求項２に記載の熱光学位相シフタであって、前記ヒータ装置は、前記光導波路の前記側面に最も近い前記ヒータ装置の側面に沿って実質的に直線の形状を有し、前記ヒータ装置の前記側面は、前記光導波路の前記側面と実質的に平行に向けられている、熱光学位相シフタ。
【請求項4】
請求項１に記載の熱光学位相シフタであって、前記ヒータ装置は、複数のヒータ装置セグメントを備え、各ヒータ装置セグメントは、前記ヒータ装置における隣接して配置されているペアのコンタクト部分の間に伸び、前記ヒータ装置における隣接して配置されているコンタクト部分の各ペアは、第１電位に電気接続されている１つのコンタクト部分と、第２電位に電気接続されている１つのコンタクト部分とを備え、それにより、電流が、前記隣接して配置されているペアのコンタクト部分の間に流れる、熱光学位相シフタ。
【請求項5】
請求項１に記載の熱光学位相シフタであって、さらに、前記光導波路の前記側面と、前記光導波路の前記側面に最も近い前記ヒータ装置の側面との間に配置されている熱貫流構造であって、前記空洞の上方を横切って延伸する、熱貫流構造を備える、熱光学位相シフタ。
【請求項6】
請求項５に記載の熱光学位相シフタであって、前記熱貫流構造の垂直サイズは、前記光導波路の一次光モードと前記熱貫流構造との間の光結合を避けるために、前記光導波路の垂直サイズよりも小さい、熱光学位相シフタ。
【請求項7】
請求項５に記載の熱光学位相シフタであって、前記光導波路、前記ヒータ装置、および、前記熱貫流構造は、半導体チップのデバイス層内に配置され、前記半導体チップのバックエンドオブライン領域は、前記デバイス層の上方に配置されている、熱光学位相シフタ。
【請求項8】
請求項７に記載の熱光学位相シフタであって、さらに、前記基板と前記デバイス層との間に配置されている埋め込み酸化膜層であって、前記空洞の上、かつ、前記光導波路、前記ヒータ装置、および、前記熱貫流構造の各々の下に広がっている、埋め込み酸化膜層を備える、熱光学位相シフタ。
【請求項9】
請求項１に記載の熱光学位相シフタであって、前記ヒータ装置は、前記光導波路の第１側面に沿って配置されている第１ヒータ装置であり、前記熱光学位相シフタは、前記光導波路の第２側面に沿って配置されている第２ヒータを備え、前記第２ヒータ装置は、前記空洞の上方を横切って延伸する、熱光学位相シフタ。
【請求項10】
請求項９に記載の熱光学位相シフタであって、前記空洞の上方を横切って延伸する前記光導波路のセグメントは、実質的に直線の形状を有し、前記第１ヒータ装置は、前記光導波路の前記第１側面に最も近い前記第１ヒータ装置の側面に沿って実質的に直線の形状を有し、前記第１ヒータ装置の前記側面は、前記光導波路の前記第１側面と実質的に平行に向けられ、前記第２ヒータ装置は、前記光導波路の前記第２側面に最も近い前記第２ヒータ装置の側面に沿って実質的に直線の形状を有し、前記第２ヒータ装置の前記側面は、前記光導波路の前記第２側面と実質的に平行に向けられている、熱光学位相シフタ。
【請求項11】
請求項１０に記載の熱光学位相シフタであって、さらに、前記光導波路の前記第１側面と、前記光導波路の前記第１側面に最も近い前記第１ヒータ装置の前記側面との間に配置されている第１熱貫流構造であって、前記空洞の上方を横切って延伸する、第１熱貫流構造と、
前記光導波路の前記第２側面と、前記光導波路の前記第２側面に最も近い前記第２ヒータ装置の前記側面との間に配置されている第２熱貫流構造であって、前記空洞の上方を横切って延伸する、第２熱貫流構造と、
を備える、熱光学位相シフタ。
【請求項12】
請求項１１に記載の熱光学位相シフタであって、前記第１熱貫流構造および前記第２熱貫流構造の各々の垂直サイズは、前記光導波路の一次光モードと前記第１熱貫流構造および前記第２熱貫流構造の各々との間の光結合を避ける程度に、前記光導波路の垂直サイズよりも小さい、熱光学位相シフタ。
【請求項13】
請求項１に記載の熱光学位相シフタであって、前記光導波路は、前記光導波路が前記空洞の上方の領域に入りまたは出る各位置に光モード変換器を備える、熱光学位相シフタ。
【請求項14】
請求項１に記載の熱光学位相シフタであって、前記光導波路は、前記空洞の上方を横切って伸びる複数の光導波路セグメントを備え、前記空洞の上方を横切って伸びる前記複数の光導波路セグメントの横方向に隣接して配置されている各ペアは、前記光導波路の対応するループバックセグメントによって接続され、前記光導波路は、前記複数の光導波路セグメントの内の第１横方向外側に配置されているセグメントに接続されている第１入力／出力セグメントと、前記複数の光導波路セグメントの内の第２横方向外側に配置されているセグメントに接続されている第２入力／出力セグメントと、を備える、熱光学位相シフタ。
【請求項15】
請求項１４に記載の熱光学位相シフタであって、前記光導波路の各対応するループバックセグメント、前記光導波路の第１入力／出力セグメント、および、前記光導波路の前記第２入力／出力セグメントは、前記空洞の側面境界の外側で前記基板の上に配置されている、熱光学位相シフタ。
【請求項16】
請求項１４に記載の熱光学位相シフタであって、前記光導波路の各対応するループバックセグメント、前記光導波路の第１入力／出力セグメント、および、前記光導波路の前記第２入力／出力セグメントは、互いの間の光結合を避けるために互いに離間されている、熱光学位相シフタ。
【請求項17】
請求項１４に記載の熱光学位相シフタであって、前記空洞の上方を横切って伸びる前記複数の光導波路セグメントの各々は、前記空洞の上方を横切って伸びる前記複数の光導波路セグメントの内の任意の２以上の間の光学的重複が位相整合されないことを保証するように設定された横幅を有する、熱光学位相シフタ。
【請求項18】
請求項１４に記載の熱光学位相シフタであって、前記ヒータ装置は、前記複数の光導波路セグメントの内の前記第１横方向外側に配置されているセグメントの外側側面に沿って配置されている第１ヒータ装置であり、前記熱光学位相シフタは、前記複数の光導波路セグメントの内の前記第２横方向外側に配置されているセグメントの外側側面に沿って配置されている第２ヒータ装置を備え、前記第２ヒータ装置は、前記空洞の上方を横切って延伸する、熱光学位相シフタ。
【請求項19】
請求項１８に記載の熱光学位相シフタであって、さらに、前記複数の光導波路セグメントの内の前記第１横方向外側に配置されているセグメントの前記外側側面と、前記第１ヒータ装置との間に配置されている第１外側配置熱貫流構造であって、前記空洞の上方を横切って延伸する、第１外側配置熱貫流構造と、
前記複数の光導波路セグメントの内の前記第２横方向外側に配置されているセグメントの前記外側側面と、前記第２ヒータ装置との間に配置されている第２外側配置熱貫流構造であって、前記空洞の上方を横切って延伸する、第２外側配置熱貫流構造と、
前記空洞の上方を横切って伸びる前記複数の光導波路セグメントの横方向に隣接して配置されている各ペアの間にそれぞれ配置されている１または複数の内側配置熱貫流構造と、
を備える、熱光学位相シフタ。
【請求項20】
請求項１９に記載の熱光学位相シフタであって、前記第１外側配置熱貫流構造、前記第２外側配置熱貫流構造の各々、ならびに、前記１または複数の内側配置熱貫流構造の各々の垂直サイズは、前記光導波路の一次光モードと、前記第１外側配置熱貫流構造、前記第２外側配置熱貫流構造、および、前記１または複数の内側配置熱貫流構造の各々との間の光結合を避けるために、前記光導波路の垂直サイズよりも小さい、熱光学位相シフタ。
【請求項21】
熱光学位相シフタを製造するための方法であって、半導体チップの基板を準備し、
前記基板の上方に光導波路を形成し、
前記光導波路のセグメントの側面に沿ってヒータ装置を形成し、
空洞が前記ヒータ装置の下方かつ前記光導波路の前記セグメントの下方に連続的な開放領域を形成するように、前記基板内に前記空洞を形成すること、
を備える、方法。
【請求項22】
請求項２１に記載の方法であって、前記空洞を形成することは、前記基板にアンダーカットプラズマエッチング処理を実行することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
光データ通信システムは、デジタルデータパターンを符号化するためにレーザ光を変調することによって動作する。変調レーザ光は、光データネットワークを通して送信ノードから受信ノードへ送信される。受信ノードに到達した変調レーザ光は、元のデジタルデータパターンを取得するために復調される。いくつかの光データ通信システムにおいて、レーザ光の伝送、レーザ光の変調、変調光の伝送、および／または、変調光の復調が、光の位相の影響を受ける。したがって、いくつかの光データ通信システムにおいて、光データ通信システムの高信頼性かつ効率的な動作を可能にするには、光の位相を制御する必要がある。また、光導波路を通して伝送される光の位相の制御は、応用例の中でも特に、光アナログ変調を含む応用例など、光データ通信を含む場合も含まない場合もある様々な応用例において必要でありうる。本発明は、この文脈で生まれたものである。
【発明の概要】
【0002】
一実施形態例において、熱光学位相シフタが開示されている。熱光学位相シフタは、基板を備え、基板は、基板の上側領域に形成されている空洞を有する。熱光学位相シフタは、さらに、基板の上方に配置されている光導波路を備える。光導波路は、空洞の上方を横切って延伸する。熱光学位相シフタは、さらに、光導波路の側面に沿って配置されているヒータ装置を備える。ヒータ装置は、空洞の上方を横切って延伸する。
【0003】
一実施形態例において、熱光学位相シフタを製造するための方法が開示されている。方法は、半導体チップの基板を準備することを備える。方法は、さらに、基板の上方に光導波路を形成することを備える。方法は、さらに、光導波路のセグメントの側面に沿ってヒータ装置を形成することを備える。方法は、さらに、空洞がヒータ装置の下方かつ光導波路のセグメントの下方に連続的な開放領域を形成するように、基板内に空洞を形成することを備える。
【0004】
本発明のその他の態様および利点については、本発明を例示した添付図面を参照しつつ行う以下の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1A】いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタを示す等角図。
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【図3A】いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタを示す等角図。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【図5A】いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタを示す等角図。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【図7】いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタを製造するための方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下では、本発明を理解できるように、多くの具体的な詳細事項について説明する。ただし、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部または全部がなくとも実施可能である。また、本発明が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の詳細な説明は省略している。
【0025】
図１Ａは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００を示す等角図である。図１Ｂは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００を示す斜視図である。図１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００の斜視図を図１Ｂの矢視線Ａ－Ａにおいて切断した垂直断面図である。図１Ｄは、いくつかの実施形態に従って、図１Ｂの矢視線Ａ－Ａにおける垂直断面内の熱光学位相シフタ１００を示す図である。いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）加工処理を通して半導体チップ（または半導体ダイ）の一部として形成される。記載の簡単のために、本明細書で用いられている半導体チップという用語は、半導体チップおよび半導体ダイの両方を指すこととする。また、本明細書で言及されている半導体チップは、半導体ウエハの個片化の前の元のままの半導体ウエハの一部と見なされてもよいし、半導体ウエハからすでに個片化されたものと見なされてもよい。このように、熱光学位相シフタ１００は、基板１０１（シリコン基板など）の一部の上に形成される。いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００は、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）チップとして構成された半導体チップの一部として形成される。これらの実施形態において、埋め込み酸化膜（ＢＯＸ）層１０３が、基板１０１の上に形成されている。熱光学位相シフタ１００およびその他の光学構成要素は、半導体チップのデバイス層１０５内に形成されている。いくつかの実施形態において、デバイス層１０５は、さらに、シリコンベース電気デバイス（トランジスタおよびその他のアクティブ電気部品など）を備える。したがって、デバイス層１０５は、半導体チップのアクティブ層とも呼ばれる。
【0026】
バックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）領域１０７が、デバイス層１０５の上方に形成されている。いくつかの実施形態において、ＢＥＯＬ領域１０７は、１または複数の相互接続層を備え、ここで、垂直に隣接する相互接続層は、誘電材料（特に、二酸化シリコンなど）を介在させることによって互いから分離されている。複数の相互接続層の各々は、電気信号を伝えるために電気回路の一部を形成する導電相互接続構造の配線を備える。ＢＥＯＬ領域１０７の所与の層における導電相互接続構造は、誘電材料（特に、二酸化シリコンなど）を介在させることによって互いから電気的に分離されている。ＢＥＯＬ領域１０７は、さらに、ＢＥＯＬ領域１０７の異なる相互接続層において導電相互接続構造を電気接続するために形成されている導電ビア構造を備える。また、いくつかの実施形態において、ＢＥＯＬ領域１０７および／または基板１０１は、デバイス層１０５内の光学デバイス（光学デバイスの中でも特に、デバイス層１０５内に形成されている光導波路など）への光結合を可能にするために、光学構成要素（光回折格子カプラおよび光導波路など）を備える。
【0027】
図２Ａは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００がより明確に見えるようにＢＥＯＬ領域１０７を除去した状態で、図１Ａに示した熱光学位相シフタ１００を示す等角図である。図２Ｂは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００がより明確に見えるようにＢＥＯＬ領域１０７を除去した状態で、熱光学位相シフタ１００を示す斜視図である。熱光学位相シフタ１００は、ヒータ領域１１１を通して延伸する光導波路１０９を備える。いくつかの実施形態において、光導波路１０９は、デバイス層１０５の全厚（図１Ｄに示すｄ１）内に実装されている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１０９は、光導波路１０９の構造内に光導波路１０９の光モードを閉じ込めるよう構成されている。ヒータ領域１１１は、光導波路１０９の近くに配置されている１または複数の半導体ヒータ装置１１３－１、１１３－２を備える。１または複数のヒータ装置１１３－１、１１３－２は、光導波路１０９の温度を上げるために、ヒータ領域１１１に投入される熱エネルギの量を増やすよう制御可能であり、これは、光導波路１０９を通して移動する光の位相への対応するシフト効果を有する。また、１または複数のヒータ装置１１３－１、１１３－２は、光導波路１０９の温度を下げるために、ヒータ領域１１１に投入される熱エネルギの量を減らす目的でパワーダウンまたはパワーオフされるよう制御可能であり、これも、光導波路１０９を通して移動する光の位相への対応するシフト効果を有する。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の各々は、ヒータ領域１１１内で光導波路１０９の長さに沿って伸びるよう構成されている。これらの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２は、ヒータアーム１１３－１、１１３－２とも呼ばれる。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２は、電気ヒータ（電気抵抗加熱構造など）である。
【0028】
いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２は、２つのシリコン加熱構造１１３－１、１１３－２としてそれぞれ構成されており、２つのシリコン加熱構造１１３－１、１１３－２は、熱光学位相シフタ１００の長手方向縁部に沿ってそれぞれ配置されている。いくつかの実施形態において、２つのシリコン加熱構造１１３－１、１１３－２は、それらが電気抵抗加熱構造として機能することを可能にする所定の電気抵抗を２つのシリコン加熱構造１１３－１、１１３－２内に規定するために、電荷キャリアをドープされている。いくつかの実施形態において、２つのシリコン加熱構造１１３－１、１１３－２は、デバイス層１０５の全厚（図１Ｄに示すｄ１）内に実装され、低い電気抵抗を達成するようにドープされている。電流がヒータ装置１１３－１、１１３－２に通されると、熱エネルギが、ヒータ装置１１３－１、１１３－２から光導波路１０９へ伝達され、これは、光導波路１０９の温度の上昇を引き起こし、それに対応して、熱光学効果により、光導波路１０９（例えば、シリコン光導波路１０９）の光屈折率を変化させる。同様に、ヒータ装置１１３－１、１１３－２に通される電流が低減または停止されると、ヒータ装置１１３－１、１１３－２から光導波路１０９へ伝達される熱エネルギが低減され、これは、光導波路１０９の温度の低下を引き起こし、それに対応して、熱光学効果により、光導波路１０９（例えば、シリコン光導波路１０９）の光屈折率を変化させる。
【0029】
いくつかの実施形態において、１または複数のヒータ装置１１３－１、１１３－２の各々は、インターリーブされたセグメント化トポロジ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）で配置され、その結果、熱光学位相シフタ１００の所与の全長ｄ２に対して、より低い電気抵抗が達成される。インターリーブされたセグメント化トポロジで構成されたヒータ装置１１３－１、１１３－２と共に、複数のコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２が、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さに沿って提供されている。所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２に沿って隣接して配置されている各ペアのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ｂ－１は、所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２内のヒータセグメントのそれぞれの端部に対応する。いくつかの実施形態において、所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２の全長に対して、ヒータセグメントの数は、より小さいセグメントへ所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２を分割することによって、所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２へ給電するために用いられる電源が経験する電気抵抗を下げるように実装される。所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２に沿って隣接して配置されているコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２の各ペアについて、隣接して配置されているペアのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２の内の第１コンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、第１電位へ電気接続され、隣接して配置されているペアのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２の内の第２コンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、第２電位へ電気接続されており、ここで、第１電位が第２電位よりも大きいか、もしくは、第２電位が第１電位よりも大きいことで、電流が、隣接して配置されているペアのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２の間で流れる。これらの実施形態のいくつかにおいて、第１電位へ電気接続されているコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、並列に接続され、第２電位へ電気接続されているコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、並列に接続されている。
【0030】
いくつかの実施形態において、第１電位と第２電位との間の大小関係は、隣接して配置されているペアのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２によって境界されたヒータセグメントが直流的に動作するように、実質的に定常状態に維持される。しかしながら、いくつかの実施形態において、第１電位と第２電位との間の大小関係は、隣接して配置されているペアのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２によって境界されたヒータセグメントが交流的に動作するように、時間の関数として交互にされる。また、いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、および／または、ヒータ装置内の特定のヒータセグメントは、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、および／または、ヒータ装置内の特定のヒータセグメントを通る電流の存在および／または大きさおよび／または方向が、時間の関数として制御されるように、変調的に動作される。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、および／または、ヒータ装置内の特定のヒータセグメントの交流的または変調的な動作は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の電磁信頼性を管理するために用いられる。また、いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、および／または、ヒータ装置内の特定のヒータセグメントの変調的な動作は、熱光学位相シフタ１００の動作が、光導波路１０９を通して移動する光の位相の動的変調を提供することを可能にする。
【0031】
ヒータ装置１１３－１、１１３－２のコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２への電気信号の供給を容易にする。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２のコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、ＢＥＯＬ層１０７内の対応する配線（例えば、対応する導電相互接続構造）へ電気接続されている金属コンタクト（例えば、導電ビア構造）を受け入れるよう構成されている。上述のように、コンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さに沿って分配されている。また、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さに沿ったコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２の位置は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２内のセグメントの数に依存する。様々な実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２のコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、ヒータ領域１１１内に配置されており、電気的要件および製造要件を満たすために必要な場合に、（熱光学位相シフタ１００から、側方外向きに、例えば、ｘ－ｙ平面と平行に）ヒータ領域１１１の外側へ伸びていてもよい。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２のコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２へなされた電気接触（例えば、ビアコンタクト）の信頼性を保証するために、加工処理の設計ルール検証（ＤＲＣ）要件を満たすよう構成されている。いくつかの実施形態において、コンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２および関連導電コンタクト（例えば、ビアコンタクト）ならびに配線のサイズおよび向きは、ヒータ装置１１３－１、１１３－２を通る電流に対するファウンドリ信頼性ルールに対してパラメータ化される。
【0032】
いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さｄ２およびトポロジは、ヒータ装置１１３－１、１１３－２を駆動する回路に提示されている特定の電気インピーダンスを対象とするように規定されている。ヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さｄ２は、光導波路１０９内の所望の光位相シフトに影響するために必要とされる温度とトレードオフされる。例えば、熱光学位相シフタ１００およびその中のヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さｄ２が長くなるほど、光導波路１０９内の光位相に所与のシフトを達成するために必要とされる温度が低下する。ヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さｄ２およびトポロジ（インターリーブされたセグメント数）は、材料および加工技術に依存する。いくつかの実施形態において、ヒータ領域１１１の長さｄ２（熱光学位相シフタ１００内のヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さｄ２）は、約１０マイクロメートルから約１０００マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、ヒータ領域１１１の長さｄ２は、約５０マイクロメートルから約５００マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、ヒータ領域１１１の長さｄ２は、約１００マイクロメートルから約２００マイクロメートルまでの範囲内にある。
【0033】
光導波路１０９は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の間に配置されている。また、光導波路１０９は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２内での温度変化が、光導波路１０９内での同様の温度変化へ効率的に影響を与えるように、ヒータ装置１１３－１、１１３－２と光導波路１０９との間の熱インピーダンスを低減するために、ヒータ装置１１３－１、１１３－２に近接して配置されている。光導波路１０９と所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２との間の距離ｄ３は、光導波路１０９と所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２との間の熱インピーダンスを最小にしつつ、光導波路１０９内の一次光モードの光閉じ込めおよび低損失を提供するように選択される。所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２と光導波路１０９との間の低い熱インピーダンスは、熱光学位相シフタ１００の位相シフトチューニング効率を改善し、一般に、所与のヒータ装置１１３－１、１１３－２の給電要件を緩和するので、その結果、光導波路１０９内で所望の光位相シフトを引き起こすために必要な電流、電圧、および／または、電力が低くなる。
【0034】
様々な実施形態において、光導波路１０９は、光導波路として機能できる材料（材料の中でも特に、シリコンなど）で形成されている。また、水平方向（ｘ－ｙ平面と平行）および／または垂直方向（ｚ軸と平行）の光導波路１０９に対する周囲材料は、周囲材料が光導波路１０９の光クラッド材料として機能することを可能にする光学屈折率を有する。いくつかの実施形態において、（ｚ軸と平行に測定した）光導波路１０９の垂直サイズｄ１は、約５０ナノメートルから約４００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、光導波路１０９の垂直サイズｄ１は、約１００ナノメートルから約３００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、光導波路１０９の垂直サイズｄ１は、約２２０ナノメートルである。いくつかの実施形態において、（光導波路１０９の側面と実質的に垂直な方向にｘ－ｙ平面と平行に測定した）光導波路１０９の幅ｄ４は、光導波路１０９内で単一の光モードをサポートするように設定される。したがって、光導波路１０９の幅ｄ４は、所与の技術プラットフォームおよび材料断面と共に変化し、それらに対して最適化される。いくつかの実施形態において、光導波路１０９の幅ｄ４は、約２００ナノメートルから約１マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、光導波路１０９の幅ｄ４は、約３００ナノメートルから約５００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、光導波路１０９の幅ｄ４は、約３２５ナノメートルから約４５０ナノメートルまでの範囲内にある。
【0035】
いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００は、光導波路１０９を通る光の伝送方向に対して、光導波路１０９がヒータ領域１１１に入りおよび／または出る位置の内の１または複数に、光モード変換器１１９を備える。光モード変換器１１９は、光導波路１０９の長さに沿った光モードが、光の有害な損失および／または反射を起こすことなしにヒータ領域１１１内の光導波路１０９を通る光の伝搬に適していることを保証するために、光導波路１０９の一次光モードを、ヒータ領域１１１の外側の分離した光導波路の光モードから、ヒータ領域１１１内に存在する周囲材料内に埋め込まれた光導波路の光モードへ、移行させるよう設計されている。このように、ヒータ領域１１１内の光導波路１０９の部分は、ヒータ領域１１１の外側の光導波路１０９の部分とは異なる物理的寸法を有しうる。いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９自体の一部として構成されている。より具体的には、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９内の或る光モードから光導波路１０９内の別の光モードへの移行を可能にする光導波路１０９の幾何形状の段階的変化によって形成されている。例えば、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９の所定の長さにわたる光導波路１０９の幅ｄ４のテーパリングとして構成されている。また、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９を形成する光導波路１０９のテーパ幅ｄ４の領域は、光導波路１０９の各側面で実質的に対称になっている。
【0036】
様々な実施形態において、光モード変換器１１９の利用は、任意選択的であり、ヒータ領域１１１の外側の光導波路１０９の光モードとヒータ領域１１１の内側の光導波路１０９の光学モードとの間の相違に依存する。光モード変換器１１９の利用は、光導波路１０９を通してヒータ領域１１１の中へそしてヒータ領域１１１の外へ光が移動する時に、望ましくない光の損失および／または光の反射を緩和するのに役立つ。しかしながら、いくつかの実施形態において、ヒータ領域１１１の外側の光導波路１０９の光モードおよびヒータ領域１１１内の光導波路１０９の光モードは、熱光学位相シフタ１００の許容可能な性能を達成するために光モード変換器１１９を利用する必要がないほど十分に類似している。
【0037】
いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２と光導波路１０９との間の領域は、十分に低い熱インピーダンスを提供する光クラッド材料で形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の内のそれぞれと光導波路１０９との間に配置されている熱貫流構造１１５－１、１１５－２を備える。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の内のそれぞれと光導波路１０９との両方に熱伝導するシリコン構造として形成されている。例えば、いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２は、隣接するヒータ装置１１３－１、１１３－２の内のそれぞれと光導波路１０９との両方に物理的に接触する薄いシリコン領域として形成されている。熱貫流構造１１５－１、１１５－２は、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の内のそれぞれと光導波路１０９との間の熱インピーダンスを下げるよう機能する。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２の（ｚ軸と平行に測定した）垂直サイズｄ５は、光導波路１０９の一次光モードを光導波路１０９内に十分に閉じ込められた状態に保つように設定されている。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２の垂直サイズｄ５は、光導波路１０９の垂直サイズｄ１よりも小さい。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－の垂直サイズｄ５は、ゼロより大きい値から約２００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２の垂直サイズｄ５は、約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２の垂直サイズｄ５は、約３０ナノメートルから約８０ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２は、光導波路１０９および熱貫流構造１１５－１、１１５－２の両方を形成するためにリソグラフィでマスクされエッチングされたシリコン層の薄化部分として形成されている。シリコン層のそれぞれの薄化部分として熱貫流構造１１５－１、１１５－２を構成することで、光導波路１０９の光モードが光導波路１０９内に閉じ込められる。
【0038】
空洞１１７が、基板１０１内で熱光学位相シフタ１００の下方に形成されている。いくつかの実施形態において、空洞１１７は、アンダーカットエッチング処理を用いて形成される。より具体的には、いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００が基板１０１上に形成された後、空洞１１７を形成するように基板１０１の一部を除去するために、アンダーカットエッチング処理が実行される。空洞１１７を形成するために利用可能なアンダーカットエッチング処理の一例が、Ｔｙｍｏｎ Ｂａｒｗｉｃｚ ｅｔ ａｌ．による「Ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｌｅｖｅｒａｇｉｎｇ Ｅｘｉｓｔｉｎｇ Ｈｉｇｈ－Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ」（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌｕｍｅ２２，Ｎｏ．６、２０１６年１１月／１２月）（以下、「Ｂａｒｗｉｃｚ」とする）に記載されている。ただし、Ｂａｒｗｉｃｚに記載されているもの以外のアンダーカットエッチング処理も空洞１１７の形成に利用できることを理解されたい。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理は、ＢＥＯＬ層１０７の加工前に基板１０１に実行される。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理は、ヒータ領域１１１の外側の領域内のデバイス層１０５およびＢＯＸ層１０３の両方を通して開口部（例えば、ホール、スリット、および／または、トレンチ）の配列を形成した後に、開口部の配列を通して基板１０１の一部をエッチングすることを含み、基板１０１の一部のエッチングは、熱光学位相シフタ１００の下方に連続的な開口領域として空洞１１７を形成するためにＢＯＸ層１０７をアンダーカットする。開口部の配列における開口部の分布は、熱光学位相シフタ１００の下方に連続的な開口領域を形成することを可能にするよう規定される。例えば、いくつかの実施形態において、開口部の配列は、熱光学位相シフタ１００のヒータ領域１１１の周りに格子パターンで規定される。基板１０１のアンダーカットエッチング処理が実行された開口部は、アンダーカットエッチャントが、熱光学位相シフタ１００の光位相シフト領域（ヒータ領域１１１）の下の基板１０１（例えば、シリコン基板）に到達することを可能にする。基板１０１のアンダーカットエッチング中、アンダーカットエッチャントは、熱光学位相シフタ１００の下で連続的に広がる開放空洞１１７を形成するために、熱光学位相シフタの下から基板１０１の一部を除去する。基板１０１のアンダーカットエッチング処理が実行される際に用いられる開口部は、様々な開口部に関連する基板１０１内のアンダーカット領域が統合的に熱光学位相シフタ１００の下で連続的な空洞１１７を形成することを保証するようなサイズで互いに離間される。
【0039】
空洞１１７は、熱光学位相シフタ１００が十分にアンダーカットされることを保証するように、ヒータ装置１１３－１、１１３－２および光導波路１０９と関連して設計されており、光導波路１０９が上に存在する熱光学位相シフタ構造１００の中央の下の位置を含め、熱光学位相シフタ１００の下の実質的に全領域で、熱光学位相シフタ１００の下の所定の厚さの基板１０１が除去されるようになっている。いくつかの実施形態において、基板１０１のアンダーカットエッチング処理が実行された開口部は、その後に密閉される。いくつかの実施形態において、空洞１１７は、開放されたままにされ、例えば、空気で満たされ、または、ガスで満たされる。いくつかの実施形態において、空洞１１７は、要因の中でも特に、熱インピーダンス、光学性能信頼性、および／または、製造可能性のバランスを取るように選択された埋め戻し材料で部分的または完全に埋め戻される。いくつかの実施形態において、デバイス層１０５およびＢＯＸ層１０３を通して形成されている開口部を通して基板１０１のアンダーカットエッチングを行うことによって空洞１１７を形成するのではなく、空洞１１７または同等の領域は、基板１０１の露出した底面からの部分的基板１０１除去処理（例えば、基板１０１の材料のパターニング除去）によって形成される。
【0040】
いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、光導波路１０９、および、基板１０１のアンダーカットエッチング処理のための開口部の幾何形状は、熱光学位相シフタ１００の下方の空洞１１７の加工を可能にしつつ、光学損失、散乱、反射、および／または、光導波路１０９を通して伝送される光学信号へのその他の障害を最小化すると共に、熱光学位相シフタ１００の構造内の機械的故障を防ぐよう構成される。空洞１１７は、熱光学位相シフタ１００と周囲材料との間の熱インピーダンスを高め、これは、周囲材料への伝熱を低減することによって、熱光学位相シフタ１００のより効率的な動作を可能にする。いくつかの実施形態において、（ｚ軸と平行に測定したされるような）空洞１１７の深さｄ６は、約１マイクロメートルから約５０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７の深さｄ６は、約５マイクロメートルから約２０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７の深さｄ６は、約８マイクロメートルから約１５マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７の深さｄ６は、製造に用いられる技術と、空洞１１７を形成するために用いられるアンダーカットエッチング処理とに依存する。空洞１１７の深さｄ６が大きいほど、熱光学位相シフタ１００の熱効率が良好になる。ただし、空洞１１７の有効深さｄ６を超えると、熱光学位相シフタ１００の熱効率の改善はわずかになる。また、空洞１１７の深さｄ６は、熱光学位相シフタ１００の全体構造の機械的完全性を保証するように規定される。空洞１１７は、熱光学位相シフタ１００と、デバイス層１０５内の隣接するフィーチャ／構成要素との間の十分な熱的分離を達成するために、熱光学位相シフタ１００から横方向に（ｘ－ｙ平面と平行な方向へ）十分に遠く伸びるよう設計されている。いくつかの実施形態において、（ｘ－ｙ平面と平行に測定した）ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７の側方延長ｄ７は、約１マイクロメートルから約１００マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７の側方延長ｄ７は、約５マイクロメートルから約５０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７の側方延長ｄ７は、約１０マイクロメートルから約３０マイクロメートルまでの範囲内にある。熱光学位相シフタ１００の熱的分離は、空洞１１７の側方延長ｄ７が長くなるにつれて増大する。したがって、空洞１１７の側方延長ｄ７が長くなるほど、熱光学位相シフタ１００のサーマルチューニング効率が高くなる。ただし、空洞１１７の有効側方延長ｄ７を超えると、熱光学位相シフタ１００のサーマルチューニング効率の改善はわずかになる。また、空洞１１７の側方延長ｄ７は、熱光学位相シフタ１００の全体構造の機械的完全性を保証するように規定される。空洞１１７は、熱光学位相シフタ１００内に熱エネルギを保持するのに役立つ断熱材として機能し、これは、光導波路１０９の温度制御の精度を改善し、光導波路１０９の所定の温度に到達して維持するためにヒータ装置１１３－１、１１３－２によって必要とされるエネルギ量を削減し、デバイス層１０５内で熱光学位相シフタ１００の近くに形成されている電気デバイスおよび／または光学デバイスへの伝熱を軽減するのに役立つ。
【0041】
上記に鑑みて、熱光学位相シフタ１００は、光導波路１０９の近くに配置されている１または複数のヒータ装置１１３－１、１１３－２を備える。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３は、光導波路１０９の効率的な加熱を提供するために、光導波路１０９のそれぞれの側面に沿って構成および配置されている２つのシリコンヒータアームを備える。空洞１１７は、熱光学位相シフタ１００と熱光学位相シフタ１００の周囲の材料との間の熱インピーダンスを高めることによって、熱光学位相シフタ１００のサーマルチューニング効率を改善するために、熱光学位相シフタ１００の下方に形成されている。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２および光導波路１０９は、部分的にはリソグラフィパターニング処理およびエッチング処理（例えば、完全エッチングおよび／または部分エッチング処理など）によって加工されたデバイス層１０５（例えば、アクティブ半導体層）に形成されている。いくつかの実施形態において、光導波路１０９は、全厚の光導波路として構成され、ここで、光導波路１０９の垂直サイズｄ１は、デバイス層１０５の垂直厚さと実質的に同じである。また、熱貫流構造１１５－１、１１５－２は、光導波路１０９への伝熱を改善するために、光導波路１０９とヒータ装置１１３－１、１１３－２の内のそれぞれとの間に任意選択的に配置されてよい。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２は、光導波路１０９を形成するために用いられたより大きいシリコン構造の部分エッチングによって形成されている薄いシリコン構造である。熱貫流構造１１５－１、１１５－２は、ヒータ領域１１１内の光導波路１０９の一次光モードとの光結合を避けるようなサイズである。
【0042】
図３Ａは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ａを示す等角図である。図３Ｂは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ａを示す斜視図である。図３Ｃは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ａの斜視図を図３Ｂの矢視線Ａ－Ａにおいて切断した垂直断面図である。図３Ｄは、いくつかの実施形態に従って、図３Ｂの矢視線Ａ－Ａにおける垂直断面内の熱光学位相シフタ１００Ａを示す図である。図４Ａは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ａがより明確に見えるようにＢＥＯＬ領域１０７を除去した状態で、図３Ａに示した熱光学位相シフタ１００Ａを示す等角図である。図４Ｂは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ａがより明確に見えるようにＢＥＯＬ領域１０７を除去した状態で、熱光学位相シフタ１００Ａを示す斜視図である。
【0043】
熱光学位相シフタ１００Ａは、ヒータ領域１１１を１回通過する光導波路１０９を備えた熱光学位相シフタ１００（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図２Ａ、および、図２Ｂに関して記載）の変形例である。ただし、図３Ａに示すように、熱光学位相シフタ１００Ａは、デバイス層１０５Ａ内に構成されている光導波路１０９Ａを備え、光導波路１０９Ａは、ヒータ領域１１１Ａを２回通過している。熱光学位相シフタ例１００Ａにおいて、光導波路１０９Ａは、ヒータ領域１１１Ａ内の２つのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２、ループバックセグメント１０９Ａ－３、第１入力／出力セグメント１０９Ａ－４、および、第２入力／出力セグメント１０９Ａ－５を含む連続的な構造として形成されている。
【0044】
いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ａは、光導波路１０９Ａ－５がヒータ領域１１１Ａに入りおよび／または出る位置に、光モード変換器１１９を備える。光モード変換器１１９は、光導波路１０９Ａの長さに沿った光モードが、ヒータ領域１１１Ａ内の光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２を通る光の伝搬に適していることを保証するために、光導波路１０９Ａの光モードを、ヒータ領域１１１Ａの外側の分離した光導波路の光モードから、ヒータ領域１１１Ａの周囲材料内に埋め込まれた光導波路の光モードへ、移行させるよう設計されている。このように、ヒータ領域１１１Ａ内の光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２は、ヒータ領域１１１Ａの外側にある光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－３、１０９Ａ－４、および、１０９Ａ－５とは異なる物理的寸法を有しうる。また、いくつかの実施形態において、光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２の寸法は、互いに対して異なる物理的寸法を有しうる。いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９Ａ自体の一部として構成されている。より具体的には、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９Ａ内の或る光モードから光導波路１０９Ａ内の別の光モードへの移行を可能にする光導波路１０９Ａの幾何形状の段階的変化によってり形成されている。例えば、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９Ａの特定の長さにわたる光導波路１０９Ａの幅のテーパリングとして構成されている。また、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９を形成する光導波路１０９Ａのテーパ領域は、光導波路１０９Ａの各側面で実質的に対称になっている。
【0045】
様々な実施形態において、光モード変換器１１９の利用は、任意選択的であり、ヒータ領域１１１Ａの外側の光導波路１０９Ａの光モードとヒータ領域１１１Ａの内側の光導波路１０９Ａの光学モードとの間の相違に依存する。光モード変換器１１９の利用は、光導波路１０９Ａを通してヒータ領域１１１Ａ内のセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２へ光が出入りする時に、望ましくない光の損失および／または光の反射を緩和するのに役立つ。しかしながら、いくつかの実施形態において、ヒータ領域１１１Ａの外側の光導波路１０９Ａの光モードおよびヒータ領域１１１Ａ内の光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２内の光モードは、熱光学位相シフタ１００Ａの許容可能な性能を達成するために光モード変換器１１９を利用する必要がないほど十分に類似している。
【0046】
光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２は、それぞれ、図３Ｄに示すようにｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した幅ｄ８およびｄ９を有する。いくつかの実施形態において、幅ｄ８およびｄ９は、実質的に等しい。ただし、いくつかの実施形態において、幅ｄ８およびｄ９の一方は、他方と異なっている。光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１は、ｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した距離ｄ１０だけ隣接するヒータ装置１１３－１から分離されている。光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２は、ｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した距離ｄ１１だけ互いから分離されている。光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－２は、ｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した距離ｄ１２だけ隣接するヒータ装置１１３－２から分離されている。いくつかの実施形態において、距離ｄ１０、ｄ１１、および、ｄ１２は、実質的に等しい。いくつかの実施形態において、距離ｄ１０、ｄ１１、および、ｄ１２の内の１または複数は、その他の距離と異なっている。
【0047】
いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２と光導波路１０９Ａとの間の領域は、十分に低い熱インピーダンスを提供する光クラッド材料で形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ａは、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の内のそれぞれと光導波路１０９Ａとの間に配置されている熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２を備える。熱貫流構造１１５Ａ－１および１１５Ａ－２は、外側配置熱貫流構造と呼ばれる。また、いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ａは、光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２の間に配置されている熱貫流構造１１５Ａ－３を備える。熱貫流構造１１５Ａ－３は、内側配置熱貫流構造と呼ばれる。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－１および１１５Ａ－２は、ヒータ装置１１３－１および１１３－２の内のそれぞれと光導波路１０９Ａとの両方に熱伝導するシリコン構造として形成されている。また、いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－３は、光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２の両方と熱伝導するシリコン構造として形成されている。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３は、光導波路１０９Ａの全厚に対して薄いシリコン構造として形成されている。熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３は、ヒータ装置１１３と光導波路１０９Ａとの間の熱インピーダンスを下げるよう機能する。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３の垂直サイズｄ５は、光導波路１０９Ａの光モードを光導波路１０９Ａ内に十分に閉じ込められた状態に保つように設定されている。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３の垂直サイズｄ５は、光導波路１０９Ａの垂直サイズｄ１よりも小さい。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３の垂直サイズｄ５は、ゼロより大きい値から約２００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３の垂直サイズｄ５は、約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３の垂直サイズｄ５は、約３０ナノメートルから約８０ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３は、光導波路１０９Ａを形成するようにエッチングされたシリコン層の薄化部分として形成されている。シリコン層のそれぞれの薄化部分として熱貫流構造１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３を構成することで、光モードが光導波路１０９Ａ内に閉じ込められる。
【0048】
空洞１１７Ａは、基板１０１内で熱光学位相シフタ１００Ａの下方に形成されている。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理が、熱光学位相シフタ１００Ａの下方に空洞１１７Ａを形成するために用いられる。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理は、熱光学位相シフタ１００Ａが基板１０１上に形成された後に実行される。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理は、ＢＥＯＬ層１０７の加工前に基板１０１に実行される。いくつかの実施形態において、基板１０１のアンダーカットエッチング処理は、デバイス層１０５およびＢＯＸ層１０３の両方を通して開口部の配列を形成した後に、開口部を通して基板１０１の一部をエッチングすることを含み、基板１０１の一部のエッチングは、熱光学位相シフタ１００Ａの下方に連続的な開口領域として空洞１１７Ａを形成するためにＢＯＸ層１０７をアンダーカットする。開口部の配列における開口部の分布は、熱光学位相シフタ１００Ａの下方に連続的な開口領域を形成することを可能にするよう規定される。例えば、いくつかの実施形態において、開口部の配列は、熱光学位相シフタ１００Ａのヒータ領域１１１Ａの周りに格子パターンで規定される。基板１０１のアンダーカットエッチング処理が実行された開口部は、アンダーカットエッチャントが、熱光学位相シフタ１００Ａの光位相シフト領域（ヒータ領域１１１Ａ）の下の基板１０１（例えば、シリコン基板）に到達することを可能にする。基板１０１のアンダーカットエッチング中、アンダーカットエッチャントは、熱光学位相シフタ１００Ａの下で連続的に広がる開放空洞１１７Ａを形成するために、熱光学位相シフタの下から基板１０１の一部を除去する。基板１０１のアンダーカットエッチング処理が実行される開口部は、様々な開口部に関連する基板１０１内のアンダーカット領域が統合的に熱光学位相シフタ１００Ａの下で連続的な空洞１１７Ａを形成することを保証するようなサイズで互いに離間される。空洞１１７Ａを形成するために利用可能なアンダーカットエッチング処理の一例が、上述のＢａｒｗｉｃｚ参照文献に記載されている。ただし、Ｂａｒｗｉｃｚ参照文献に記載されているもの以外のアンダーカットエッチング処理も空洞１１７Ａの形成に利用できることを理解されたい。
【0049】
空洞１１７Ａは、熱光学位相シフタ１００Ａが十分にアンダーカットされることを保証するように、ヒータ装置１１３－１、１１３－２および光導波路１０９Ａと関連して設計されており、光導波路１０９Ａが上に存在する熱光学位相シフタ構造１００Ａの中央の下の位置を含め、熱光学位相シフタ１００Ａの下の実質的に全領域で、熱光学位相シフタ１００Ａの下の所定の厚さの基板１０１が除去されるようになっている。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理が実行された開口部は、その後に密閉される。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ａは、開放されたままにされ、例えば、空気で満たされ、または、ガスで満たされる。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ａは、要因の中でも特に、熱インピーダンス、光学性能信頼性、および／または、製造可能性のバランスを取るように選択された埋め戻し材料で部分的または完全に埋め戻される。いくつかの実施形態において、デバイス層１０５およびＢＯＸ層１０３を通して形成されている開口部を通してアンダーカットエッチングを行うことによって空洞１１７Ａを形成するのではなく、空洞１１７Ａまたは同等の領域は、基板１０１の底面からの部分的基板１０１除去処理（基板１０１の材料のパターニング除去）によって形成される。
【0050】
いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、光導波路１０９Ａ、および、アンダーカットエッチング処理のための開口部の幾何形状は、熱光学位相シフタ１００Ａの下方の空洞１１７Ａの加工を可能にしつつ、光学損失、散乱、反射、および／または、光導波路１０９Ａを通して伝送される光学信号へのその他の障害を最小化すると共に、熱光学位相シフタ１００Ａの構造内の機械的故障を防ぐよう構成される。空洞１１７Ａは、熱光学位相シフタ１００Ａと周囲材料との間の熱インピーダンスを高め、これは、周囲材料への伝熱を低減することによって、熱光学位相シフタ１００Ａのより効率的な動作を可能にする。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ａの深さｄ６は、約１マイクロメートルから約５０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ａの深さｄ６は、約５マイクロメートルから約２０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ａの深さｄ６は、約８マイクロメートルから約１５マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ａの深さｄ６は、製造に用いられる技術と、空洞１１７Ａを形成するために用いられるアンダーカットエッチング処理とに依存する。空洞１１７Ａの深さｄ６が大きいほど、熱光学位相シフタ１００Ａの熱効率が良好になる。ただし、空洞１１７Ａの有効深さｄ６を超えると、熱光学位相シフタ１００Ａの熱効率の改善はわずかになる。また、空洞１１７Ａの深さｄ６は、熱光学位相シフタ１００Ａの全体構造の機械的完全性が損なわれないことを保証するように規定される。空洞１１７Ａは、熱光学位相シフタ１００Ａと、隣接するフィーチャ／構成要素との間の十分な熱的分離を達成するために、熱光学位相シフタ１００Ａから横方向に十分に遠く伸びるよう設計されている。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７Ａの側方延長ｄ７は、約１マイクロメートルから約１００マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７Ａの側方延長ｄ７は、約５マイクロメートルから約５０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７Ａの側方延長ｄ７は、約１０マイクロメートルから約３０マイクロメートルまでの範囲内にある。熱光学位相シフタ１００Ａの熱的分離は、空洞１１７Ａの側方延長ｄ７が長くなるにつれて増大する。したがって、空洞１１７Ａの側方延長ｄ７が長くなるほど、熱光学位相シフタ１００Ａのサーマルチューニング効率が高くなる。ただし、空洞１１７Ａの有効側方延長ｄ７を超えると、熱光学位相シフタ１００Ａのサーマルチューニング効率の改善はわずかになる。また、空洞１１７Ａの側方延長ｄ７は、熱光学位相シフタ１００Ａの全体構造の機械的完全性を保証するように規定される。空洞１１７Ａは、熱光学位相シフタ１００Ａ内に熱エネルギを保持するのに役立つ断熱材として機能し、これは、光導波路１０９Ａの温度制御の精度を改善し、光導波路１０９Ａの所定の温度に到達して維持するためにヒータ装置１１３－１、１１３－２によって必要とされるエネルギ量を削減し、デバイス層１０５Ａ内で熱光学位相シフタ１００Ａの近くに形成されている電気デバイスおよび／または光学デバイスへの伝熱を軽減するのに役立つ。
【0051】
熱光学位相シフタ１００Ａにおいて、光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２は、２つのヒータ装置１１３－１、１１３－２の間に配置されている。ヒータ領域１１１Ａの外側にある光導波路１０９Ａのループバックセグメント１０９Ａ－３は、光導波路１０９Ａの第１入力／出力セグメント１０９Ａ－４に注入された光が、ヒータ領域１１１Ａを２回通過して光導波路１０９Ａの第２入力／出力セグメント１０９Ａ－５から出るように、かつ、光導波路１０９Ａの第２入力／出力セグメント１０９Ａ－５に注入された光が、ヒータ領域１１１Ａを２回通過して光導波路１０９Ａの第１入力／出力セグメント１０９Ａ－４から出るように、ヒータ領域１１１Ａの内側にある光導波路１０９Ａのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２を連続的な経路で接続している。光導波路１０９Ａのループバックセグメント１０９Ａ－３は、熱光学位相シフタ１００Ａの全体サイズが、コンパクトであるが、それでも、光導波路１０９Ａ内の遷移および光放射モードを曲げるために失われる光エネルギを最小化するのに十分大きくなるようなサイズを有する。
【0052】
光導波路１０９Ａがヒータ領域１１１Ａを２回通過しているので、ヒータ装置１１３－１、１１３－２は、ヒータ領域１１１Ａ内の光導波路１０９Ａの２つのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２における温度変化に影響を与えることができ、これにより、ヒータ装置１１３－１、１１３－２に供給される電力が同じ量でも、光導波路１０９Ａを通る光のより大きい位相シフトが提供される。ヒータ領域１１１Ａを通っている光導波路１０９Ａの２つのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２は、光導波路１０９Ａの２つのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２における光モードの間の光結合が熱光学位相シフタ１００Ａの全体の性能に関して大きく影響しないように、互いに離間されている。いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ａのコンパクト性と、ヒータ領域１１１Ａ内の光導波路１０９Ａにおける隣接して配置されているセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２の間の光結合を最小化／防止することとのトレードオフを改善するために、光導波路１０９Ａの２つのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２は、光導波路１０９Ａの２つのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２の間の光学的重複が位相整合されないように、互いに若干異なるサイズを有する。いくつかの実施形態において、ヒータ領域１１１Ａ内の光導波路１０９Ａの２つのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２は、ヒータ領域１１１Ａ内の光導波路１０９Ａの２つのセグメント１０９Ａ－１および１０９Ａ－２の間の光学的重複が位相整合されないように、それぞれ異なる幅ｄ８およびｄ９を有するよう構成されている。
【0053】
図５Ａは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ｂを示す等角図である。図５Ｂは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ｂを示す斜視図である。図５Ｃは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ｂの斜視図を図５Ｂの矢視線Ａ－Ａにおいて切断した垂直断面図である。図５Ｄは、いくつかの実施形態に従って、図５Ｂの矢視線Ａ－Ａにおける垂直断面内の熱光学位相シフタ１００Ｂを示す図である。図６Ａは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ｂがより明確に見えるようにＢＥＯＬ領域１０７を除去した状態で、図５Ａに示した熱光学位相シフタ１００Ｂを示す等角図である。図６Ｂは、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００Ｂがより明確に見えるようにＢＥＯＬ領域１０７を除去した状態で、熱光学位相シフタ１００Ｂを示す斜視図である。
【0054】
熱光学位相シフタ１００Ｂは、ヒータ領域１１１を１回通過する光導波路１０９を備えた熱光学位相シフタ１００（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図２Ａ、および、図２Ｂに関して記載）の変形例である。ただし、図５Ａに示すように、熱光学位相シフタ１００Ｂは、デバイス層１０５Ｂ内に構成されている光導波路１０９Ｂを備え、光導波路１０９Ｂは、ヒータ領域１１１Ｂを３回通過している。熱光学位相シフタ例１００Ｂにおいて、光導波路１０９Ｂは、ヒータ領域１１１Ｂ内の３つのセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３、第１ループバックセグメント１０９Ｂ－４、第２ループバックセグメント１０９Ｂ－５、第１入力／出力セグメント１０９Ｂ－６、および、第２入力／出力セグメント１０９Ｂ－７を含む連続的な構造として形成されている。
【0055】
いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ｂは、光導波路１０９Ｂ－５がヒータ領域１１１Ｂに入りおよび／または出る位置に、光モード変換器１１９を備える。光モード変換器１１９は、光導波路１０９Ｂの長さに沿った光モードが、ヒータ領域１１１Ｂ内の光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３を通る光の伝搬に適していることを保証するために、光導波路１０９Ｂの光モードを、ヒータ領域１１１Ｂの外側の分離した光導波路の光モードから、ヒータ領域１１１Ｂの周囲材料内に埋め込まれた光導波路の光モードへ、移行させるよう設計されている。このように、ヒータ領域１１１Ｂ内の光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３は、ヒータ領域１１１Ｂの外側にある光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－４、１０９Ｂ－５、１０９Ｂ－６、および、１０９Ｂ－７とは異なる物理的寸法を有しうる。また、いくつかの実施形態において、光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３の寸法は、互いに対して異なる物理的寸法を有しうる。いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９Ｂ自体の一部として構成されている。より具体的には、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９Ｂ内の或る光モードから光導波路１０９Ｂ内の別の光モードへの移行を可能にする光導波路１０９Ｂの幾何形状の段階的変化によって形成されている。例えば、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９は、光導波路１０９Ｂの特定の長さに沿って光導波路１０９Ｂの（ｘ－ｙ平面と平行に測定した）幅をテーパさせることによって形成されている。また、いくつかの実施形態において、光モード変換器１１９を形成する光導波路１０９Ｂのテーパ領域は、光導波路１０９Ｂの各側面で実質的に対称になっている。
【0056】
様々な実施形態において、光モード変換器１１９の利用は、任意選択的であり、ヒータ領域１１１Ｂの外側の光導波路１０９Ｂの光モードとヒータ領域１１１Ｂの内側の光導波路１０９Ｂの光学モードとの間の相違に依存する。光モード変換器１１９の利用は、光導波路１０９Ｂを通してヒータ領域１１１Ｂ内のセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３へ光が出入りする時に、望ましくない光の損失および／または光の反射を緩和するのに役立つ。しかしながら、いくつかの実施形態において、ヒータ領域１１１Ｂの外側の光導波路１０９Ｂの光モードおよびヒータ領域１１１Ｂ内の光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３の光モードは、熱光学位相シフタ１００Ｂの許容可能な性能を達成するために光モード変換器１１９を利用する必要がないほど十分に類似している。
【0057】
光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３は、それぞれ、図５Ｄに示すようにｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した幅ｄ１３、ｄ１４、および、ｄ１５を有する。いくつかの実施形態において、幅ｄ１３、ｄ１４、および、ｄ１５は、実質的に等しい。ただし、いくつかの実施形態において、幅ｄ１３、ｄ１４、および、ｄ１５の内の１または複数は、その他の幅と異なっている。光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１は、ｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した距離ｄ１６だけ隣接するヒータ装置１１３－１から分離されている。光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１および１０９Ｂ－２は、ｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した距離ｄ１７だけ互いから分離されている。光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－２および１０９Ｂ－３は、ｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した距離ｄ１８だけ互いから分離されている。光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－３は、ｘ－ｙ平面と平行に横方向に測定した距離ｄ１９だけ隣接するヒータ装置１１３－２から分離されている。いくつかの実施形態において、距離ｄ１７およびｄ１８は、実質的に等しい。いくつかの実施形態において、距離ｄ１６、ｄ１７、ｄ１８、および、ｄ１９は、実質的に等しい。いくつかの実施形態において、距離ｄ１６、ｄ１７、ｄ１８、および、ｄ１９の内の１または複数は、その他の距離と異なっている。
【0058】
いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２と光導波路１０９Ｂとの間の領域は、十分に低い熱インピーダンスを提供するクラッド材料で形成されている。しかしながら、いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ｂは、ヒータ装置１１３－１および１１３－２の内のそれぞれと光導波路１０９Ｂとの間に配置されている熱貫流構造１１５Ｂ－１および１１５Ｂ－２を備える。熱貫流構造１１５Ｂ－１および１１５Ｂ－２は、外側配置熱貫流構造と呼ばれる。また、いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ｂは、光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１および１０９Ｂ－３の間に配置されている熱貫流構造１１５Ｂ－３を備える。また、いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ｂは、光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－２および１０９Ｂ－４の間に配置されている熱貫流構造１１５Ｂ－４を備える。熱貫流構造１１５Ｂ－３および１１５Ｂ－４は、内側配置熱貫流構造と呼ばれる。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－１は、ヒータ装置１１３－１と光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１との両方に熱伝導するシリコン構造として形成されている。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－２は、ヒータ装置１１３－２と光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－３との両方に熱伝導するシリコン構造として形成されている。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－３は、光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－１および１０９Ｂ－２の両方と熱伝導するシリコン構造として形成されている。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－４は、光導波路１０９Ｂのセグメント１０９Ｂ－２および１０９Ｂ－３の両方と熱伝導するシリコン構造として形成されている。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４は、光導波路１０９Ｂが形成されるシリコン層の薄化部分として形成されている。これらの実施形態において、シリコン層のそれぞれの薄化部分として熱貫流構造１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４を形成することで、光モードが光導波路１０９Ｂ内に閉じ込められる。
【0059】
熱貫流構造１１５Ｂ－１および１１５Ｂ－２は、ヒータ装置１１３－１および１１３－２の内のそれぞれと光導波路１０９Ｂとの間の熱インピーダンスを下げるよう機能する。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４の垂直サイズｄ５は、光モードを光導波路１０９Ｂ内に十分に閉じ込められた状態に保つように設定されている。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４の垂直サイズｄ５は、光導波路１０９Ｂの垂直サイズｄ１よりも小さい。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４の垂直サイズｄ５は、ゼロより大きい値から約２００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４の垂直サイズｄ５は、約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４の垂直サイズｄ５は、約３０ナノメートルから約８０ナノメートルまでの範囲内にある。
【0060】
空洞１１７Ｂは、基板１０１内で熱光学位相シフタ１００Ｂの下方に形成されている。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理が、熱光学位相シフタ１００Ｂの下方に空洞１１７Ｂを形成するために用いられる。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理は、熱光学位相シフタ１００Ｂが基板１０１上に形成された後に実行される。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理は、ＢＥＯＬ層１０７の加工前に基板１０１に実行される。いくつかの実施形態において、アンダーカットエッチング処理は、デバイス層１０５およびＢＯＸ層１０３の両方を通して開口部の配列を形成した後に、開口部の配列を通して基板１０１の一部をエッチングすることを含み、基板１０１の一部のエッチングは、熱光学位相シフタ１００Ｂの下方に連続的な開口領域として空洞１１７Ｂを形成するためにＢＯＸ層１０７をアンダーカットする。開口部の配列における開口部の分布は、熱光学位相シフタ１００Ｂの下方に連続的な開口領域を形成することを可能にするよう規定される。例えば、いくつかの実施形態において、開口部の配列は、熱光学位相シフタ１００Ｂの周りに格子パターンで形成されている。基板１０１のアンダーカットエッチング処理が実行される開口部は、様々な開口部に関連する基板１０１内のアンダーカット領域が統合的に熱光学位相シフタ１００Ｂの下で連続的な空洞１１７Ｂを形成することを保証するようなサイズで互いに離間される。開口部は、熱光学位相シフタ１００Ｂの下から基板１０１の一部を除去することで熱光学位相シフタ１００Ｂの下で連続的に広がる開放空洞１１７Ｂを形成するために、アンダーカットエッチャントが、熱光学位相シフタ１００Ｂの光位相シフト領域（ヒータ領域１１１Ｂ）の下の基板１０１（例えば、シリコン基板）に到達することを可能にする。空洞１１７Ｂを形成するために利用可能な基板１０１のアンダーカットエッチング処理の一例が、上述のＢａｒｗｉｃｚ参照文献に記載されている。ただし、Ｂａｒｗｉｃｚ参照文献に記載されているもの以外のアンダーカットエッチング処理も空洞１１７Ｂの形成に利用できることを理解されたい。
【0061】
空洞１１７Ｂは、熱光学位相シフタ１００Ｂが十分にアンダーカットされることを保証するように、ヒータ装置１１３－１、１１３－２および光導波路１０９Ｂと関連して設計されており、光導波路１０９Ｂが上に存在する熱光学位相シフタ構造１００Ｂの中央の下の位置を含め、熱光学位相シフタ１００Ｂの下の実質的に全領域で、熱光学位相シフタ１００Ｂの下の所定の厚さの基板１０１が除去されるようになっている。いくつかの実施形態において、基板１０１のアンダーカットエッチング処理が実行された開口部は、その後に密閉される。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ｂは、開放されたままにされ、例えば、空気で満たされ、または、ガスで満たされる。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ｂは、要因の中でも特に、熱インピーダンス、光学性能信頼性、および／または、製造可能性のバランスを取るように選択された埋め戻し材料で部分的または完全に埋め戻される。いくつかの実施形態において、デバイス層１０５およびＢＯＸ層１０３を通して形成されている開口部を通してアンダーカットエッチング処理を行うことによって空洞１１７Ｂを形成するのではなく、空洞１１７Ｂは、基板１０１の底面からの部分的基板１０１除去処理（基板１０１の材料のパターニング除去）によって形成される。
【0062】
いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、光導波路１０９Ｂ、および、基板１０１のアンダーカットエッチング処理のための開口部の幾何形状は、熱光学位相シフタ１００Ｂの下方の空洞１１７Ｂの加工を可能にしつつ、光学損失、散乱、反射、および／または、光導波路１０９Ｂを通して伝送される光学信号へのその他の障害を最小化すると共に、熱光学位相シフタ１００Ｂの構造内の機械的故障を防ぐよう構成される。空洞１１７Ｂは、熱光学位相シフタ１００Ｂと周囲材料との間の熱インピーダンスを高め、これは、周囲材料への伝熱を低減することによって、熱光学位相シフタ１００Ｂのより効率的な動作を可能にする。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ｂの深さｄ６は、約１マイクロメートルから約５０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ｂの深さｄ６は、約５マイクロメートルから約２０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ｂの深さｄ６は、約８マイクロメートルから約１５マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、空洞１１７Ｂの深さｄ６は、製造に用いられる技術と、空洞１１７Ｂを形成するために用いられるアンダーカットエッチング処理とに依存する。空洞１１７Ｂの深さｄ６が大きいほど、熱光学位相シフタ１００Ｂの熱効率が良好になる。ただし、空洞１１７Ｂの有効深さｄ６を超えると、熱光学位相シフタ１００Ｂの熱効率の改善はわずかになる。また、空洞１１７Ｂの深さｄ６は、熱光学位相シフタ１００Ｂの全体構造の機械的完全性を保証するように規定される。空洞１１７Ｂは、熱光学位相シフタ１００Ｂと、デバイス層１０５Ｂ内の隣接するフィーチャ／構成要素との間の十分な熱的分離を達成するために、熱光学位相シフタ１００Ｂからｘ－ｙ平面と平行に横方向へ十分に遠く伸びるよう設計されている。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７Ｂの側方延長ｄ７は、約１マイクロメートルから約１００マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７Ｂの側方延長ｄ７は、約５マイクロメートルから約５０マイクロメートルまでの範囲内にある。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３の外側の空洞１１７Ｂの側方延長ｄ７は、約１０マイクロメートルから約３０マイクロメートルまでの範囲内にある。熱光学位相シフタ１００Ｂの熱的分離は、空洞１１７Ｂの側方延長ｄ７が長くなるにつれて増大する。したがって、空洞１１７Ｂの側方延長ｄ７が長くなるほど、熱光学位相シフタ１００Ｂのサーマルチューニング効率が高くなる。ただし、空洞１１７Ｂの有効側方延長ｄ７を超えると、熱光学位相シフタ１００Ｂのサーマルチューニング効率の改善はわずかになる。また、空洞１１７Ｂの側方延長ｄ７は、熱光学位相シフタ１００Ｂの全体構造の機械的完全性を保証するように規定される。空洞１１７Ｂは、熱光学位相シフタ１００Ｂ内に熱エネルギを保持するのに役立つ断熱材として機能し、これは、光導波路１０９Ｂの温度制御の精度を改善し、光導波路１０９Ｂの所定の温度に到達して維持するためにヒータ装置１１３－１、１１３－２によって必要とされるエネルギ量を削減し、デバイス層１０５Ｂ内で熱光学位相シフタ１００Ｂの近くに形成されている電気デバイスおよび／または光学デバイスへの伝熱を軽減するのに役立つ。
【0063】
熱光学位相シフタ１００Ｂにおいて、光導波路１０９Ｂの複数のセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３は、２つのヒータ装置１１３－１および１１３－２の間に配置されている。ヒータ領域１１１Ｂの外側にある光導波路１０９Ｂの第１ループバックセグメント１０９Ｂ－４および第２ループバックセグメント１０９Ｂ－５は、光導波路１０９Ｂの第１入力／出力セグメント１０９Ｂ－６に注入された光が、ヒータ領域１１１Ｂを複数回通過して光導波路１０９Ｂの第２入力／出力セグメント１０９Ｂ－７から出るように、かつ、光導波路１０９Ｂの第２入力／出力セグメント１０９Ｂ－７に注入された光が、ヒータ領域１１１Ｂを複数回通過して光導波路１０９Ｂの第１入力／出力セグメント１０９Ｂ－６から出るように、ヒータ領域１１１Ｂの内側にある光導波路１０９Ｂの複数のセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３を蛇行した連続的な経路で接続している。光導波路１０９Ｂの第１ループバックセグメント１０９Ｂ－４および第２ループバックセグメント１０９Ｂ－５は、熱光学位相シフタ１００Ｂの全体サイズが、コンパクトであるが、それでも、光導波路１０９Ｂ内の遷移および光放射モードを曲げるために失われる光エネルギを最小化するのに十分大きくなるようなサイズを有する。
【0064】
光導波路１０９Ｂがヒータ領域１１１Ｂを複数回通過しているので、ヒータ装置１１３－１および１１３－２は、ヒータ領域１１１Ｂを通っている光導波路１０９Ｂの複数のセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３における温度変化に影響を与えることができ、これにより、ヒータ装置１１３－１および１１３－２に供給される電力が同じ量でも、光導波路１０９Ｂを通る光のより大きい位相シフトが提供される。ヒータ領域１１１Ｂを通っている光導波路１０９Ｂの複数のセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３は、光導波路１０９Ｂの隣接するセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３における光モードの間の光結合が熱光学位相シフタ１００Ｂの全体の性能に関して大きく影響しないように、離間されている。いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００Ｂのコンパクト性と、ヒータ領域１１１Ｂ内の光導波路１０９Ｂの隣接するセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３の間の光結合を最小化／防止することとのトレードオフを改善するために、光導波路１０９Ｂの異なるセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３は、光導波路１０９Ｂの異なるセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３の間の光学的重複が位相整合されないように、互いに若干異なるサイズを有する。いくつかの実施形態において、ヒータ領域１１１Ｂ内の光導波路１０９Ｂの隣接するセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３は、ヒータ領域１１１Ｂ内の光導波路１０９Ｂの異なるセグメント１０９Ｂ－１、１０９Ｂ－２、および、１０９Ｂ－３の間の光学的重複が位相整合されないように、異なる幅ｄ１３、ｄ１４、および、ｄ１５を有するよう構成されている。熱光学位相シフタ１００Ａおよび１００Ｂに関して上述した原理は、ヒータ領域を４回以上通過する光導波路を備えた熱光学位相シフタ（ここで、熱光学位相シフタは、下層の基板に形成されている空洞の上にある）を形成するために適用できることを理解されたい。
【0065】
いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂは、基板１０１の上側領域に形成されている空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂを有する基板１０１を備えることが開示されている。熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂは、基板１０１の上方に配置されている光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂを備える。光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂは、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂの上方を横切って延伸する。熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂは、さらに、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂのそれぞれの側面に沿って配置されているヒータ装置１１３－１および１１３－２を１または複数備える。ヒータ装置１１３－１および１１３－２の各々は、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂの上方を横切って延伸する。いくつかの実施形態において、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂの上方を横切って延伸する光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂのセグメントは、実質的に直線の形状を有する。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１および１１３－２の各々は、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの側面に最も近いヒータ装置１１３－１、１１３－２の側面に沿って実質的に直線の形状を有する。また、いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の直線形状の側面は、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの側面と実質的に平行に向けられている。いくつかの実施形態において、ヒータ装置１１３－１、１１３－２は、複数のヒータ装置セグメントを含み、各ヒータ装置セグメントは、ヒータ装置１１３－１、１１３－２における隣接して配置されているペアのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２の間に延伸する。ヒータ装置１１３－１、１１３－２の内の所与の装置内に隣接して配置されているコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２の各ペアは、第１電位へ電気接続されている１つのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２と、第２電位へ電気接続されている１つのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２とを含み、ここで、第１電位が第２電位よりも大きいか、もしくは、第２電位が第１電位よりも大きいことで、電流が、隣接して配置されているペアのコンタクト部分１１３Ａ－１、１１３Ａ－２の間で流れる。
【0066】
いくつかの実施形態において、熱光学位相シフト１００、１００Ａ、１００Ｂは、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの側面と、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの側面に最も近いヒータ装置１１３－１、１１３－２の側面との間に配置されている熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２を備える。熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４は、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂの上方を横切って延伸する。いくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４の垂直サイズｄ５は、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの一次光モードと、熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４との間の光結合を避けるために、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの垂直サイズｄ１よりも小さい。
【0067】
いくつかの実施形態において、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂ、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、および、熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４は、半導体チップのデバイス層１０５内に配置されている。いくつかの実施形態において、半導体チップのＢＥＯＬ領域１０７は、デバイス層１０５の上方に配置されている。また、いくつかの実施形態において、ＢＯＸ層１０３は、基板１０１とデバイス層１０５との間に配置されている。ＢＯＸ層１０３は、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂの上、かつ、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂ、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、および、熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４の各々の下に広がっている。また、いくつかの実施形態において、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂは、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂが空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂの上方の領域に入りまたは出る各位置に光モード変換器１１９を備える。
【0068】
図７は、いくつかの実施形態に従って、熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂを製造するための方法を示すフローチャートである。方法は、半導体チップの基板１０１を準備する工程７０１を備える。方法は、さらに、基板１０１の上方に光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂを形成する工程７０３を備える。方法は、さらに、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂのセグメントのそれぞれの側面に沿って１または複数のヒータ装置１１３－１、１１３－２を形成する工程７０５を備える。方法のいくつかの実施形態において、１または複数のヒータ装置１１３－１、１１３－２の各々は、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの加熱されるセグメントに沿って実質的に直線の形状を有する。方法のいくつかの実施形態において、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの加熱されるセグメントは、実質的に直線の形状を有する。方法は、さらに、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂが、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の下方、かつ、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの加熱されるセグメントの下方に連続的な開放領域を形成するように、基板１０１内に空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂを形成する工程７０７を備える。方法のいくつかの実施形態において、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂを形成する工程は、基板１０１にアンダーカットプラズマエッチング処理を実行する工程を含む。方法のいくつかの実施形態において、ＢＯＸ層１０３が基板１０１上に形成され、ここで、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂ、ヒータ装置１１３－１、１１３－２、熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４が、ＢＯＸ層１０３の上に形成され、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂが、ＢＯＸ層１０３の下方に形成される。
【0069】
方法のいくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２は、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂを形成する前に、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂのセグメントと、隣接するヒータ装置１１３－１、１１３－２との間に形成される。方法のいくつかの実施形態において、熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４の各々は、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂのセグメント内の一次光モードと、熱貫流構造１１５－１、１１５－２、１１５Ａ－１、１１５Ａ－２、１１５Ａ－３、１１５Ｂ－１、１１５Ｂ－２、１１５Ｂ－３、１１５Ｂ－４との間の光結合を避けるために、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの加熱されるセグメントの垂直サイズｄ１よりも小さい垂直サイズｄ５を有するように形成される。方法のいくつかの実施形態において、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂは、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂが空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂの上方の領域に入りまたは出る各位置に光モード変換器１１９を備えるように形成される。
【0070】
いくつかの実施形態において、本明細書に開示されている熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂは、パラメータ化された設計ルール検証（ＤＲＣ）クリーンマスクレイヤレイアウトで実装される。いくつかの実施形態において、熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂの構造は、コンピュータソフトウェアとして実装された生成プログラムを用いて規定される。生成プログラムは、多くの異なる設計レベルおよび技術に固有のパラメータに対応するようにパラメータ化され、それらのパラメータは、パラメータの中でも特に、ヒータ装置１１３－１、１１３－２の長さｄ２、ヒータ領域１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ内の光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの幅ｄ４、ｄ８、ｄ９、ｄ１３、ｄ１４、ｄ１５、ヒータ領域１１１Ａ、１１１Ｂ内の光導波路セグメント１０９Ａ－１、１０９Ａ－２、１０９Ｂー１、１０９Ｂ－２、１０９Ｂ－３の間の間隔ｄ１１、ｄ１７、ｄ１８、ヒータ装置１１３－１、１１３－２のトポロジ配列、ヒータ領域１１１、１１１Ａ、１１１Ｂを通る光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂの通過回数の数、ならびに、空洞１１７、１１７Ａ、１１７Ｂを形成するための基板１０１のアンダーカットエッチング処理を実行するために用いられる開口部のサイズおよび分布、を含むがこれらに限定されない。いくつかの実施形態において、生成プログラムは、バークレーフォトニクスジェネレータ（ＢＰＧ）フレームワークを利用して、複数の技術を対象にする能力で、ＤＲＣ準拠構造を作成する。ＢＰＧは、フォトニック回路レイアウトの生成およびシミュレーションを可能にするＰｙｔｈｏｎベースのフレームワークである。
【0071】
本明細書で開示されている熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂの実施形態例は、二重厚シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）処理の文脈で記載されており、この処理では、ヒータ装置１１３、光導波路１０９、１０９Ａ、１０９Ｂ、熱貫流構造１１５、１１５Ａ、１１５Ｂが、デバイス層１０５、１０５Ａ、１０５Ｂ内のシリコンに実装される。しかしながら、本明細書で開示されている熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂの原理および構成は、ＳＯＩ処理に限定されないことを理解されたい。様々な実施形態において、本明細書で開示されている熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂの原理および構成は、任意の適切な技術プラットフォームで実装可能である。
【0072】
本明細書に記載の熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂの実施形態は、コンピュータシステムに格納されたデータを含む様々なコンピュータ実装動作を利用して規定されうることを理解されたい。これらの動作は、物理量の物理的操作を必要とする動作である。実施形態の一部を形成する本明細書に記載の動作のいずれかは、有用な機械動作である。実施形態は、これらの動作を実行するためのハードウェアユニットまたは装置にも関連している。この装置は、専用コンピュータのために特別に構築されてよい。専用コンピュータとして規定された場合、そのコンピュータは、特殊用途のために動作できつつも、特殊用途の一部ではない他の処理、プログラム実行、または、ルーチンを実行することもできる。いくつかの実施形態において、動作は、コンピュータのメモリ、キャッシュに格納され、または、ネットワーク経由で取得された１または複数のコンピュータプログラムによって選択的にアクティブ化または構成された汎用コンピュータによって処理されてもよい。データがネットワーク経由で取得される場合、そのデータは、ネットワーク上の他のコンピュータ（例えば、コンピューティングリソースのクラウド）によって処理されてよい。
【0073】
本明細書に記載されている様々な熱光学位相シフタ１００、１００Ａ、１００Ｂの実施形態のための設計および製造仕様は、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体にコンピュータ読み取り可能コードとして格納されうる。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、データを格納できる任意のデータストレージハードウェアユニットであり、データは、その後、コンピュータシステムによって読み取られうる。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体の例は、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ－ＲＯＭ）、ＣＤレコーダブル（ＣＤ－Ｒ）、ＣＤリライタブル（ＣＤ－ＲＷ）、磁気テープ、ならびに、その他の光学および非光学データストレージハードウェアユニット、を含む。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能コードが分散的に保存および実行されるように、ネットワーク結合コンピュータシステム上に分散されたコンピュータ読み取り可能な有形の媒体を含んでもよい。
【0074】
以上の実施形態の記載は、例示および説明を目的としたものである。包括的であることも本発明を限定することも意図していない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されず、適用可能であれば、置き換え可能であり、特に図示も記載もない限りは、選択された実施形態で利用できる。同じものが、多くの方法で変形されてもよい。かかる変形は、本発明からの逸脱と見なされず、すべてのかかる変形は、本発明の範囲内に含まれると意図される。
【0075】
本開示は、理解しやすいように、或る程度の詳細事項を含むが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。例えば、本明細書で開示されている任意の実施形態からの１または複数の特徴が、本明細書で開示されている任意の他の実施形態の１または複数の特徴と組み合わせられてもよいことを理解されたい。したがって、これらの実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、特許請求の範囲は、本明細書に示した詳細に限定されず、記載された実施形態の範囲および等価物の範囲内で変形されてもよい。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【国際調査報告】