場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)在微電子集成電路工藝中是用來做有源器件間隔離的（如圖1所示）。在硅材料中生長(zhǎng)厚的二氧化硅 層可以減小有源器件（晶體管等）間的電氣干擾。

　　從圖1中可以看出，在場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)的兩端有類似于“鳥嘴”的形狀。這是生長(zhǎng)Si02時(shí)留下的痕跡。這種現(xiàn)象稱之 為“鳥嘴”現(xiàn)象。當(dāng)用場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)作為硅基光波導(dǎo)時(shí)，光波導(dǎo)芯層是場(chǎng)氧化層的SiO2材料，下包層為體硅材料， 上包層為空氣或者是CM0S工藝中的磷硅酸玻璃材料。與場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)兩端的“鳥嘴”結(jié)構(gòu)相鄰的有源區(qū)可以作為光 發(fā)射器件和光探測(cè)器。

　　利用“鳥嘴”現(xiàn)象與有源區(qū)側(cè)面相鄰的特點(diǎn)，可以達(dá)到較高效率的光發(fā)射器和光波導(dǎo)、光波導(dǎo)和光接收器的耦 合。在光發(fā)射器與光波導(dǎo)的交界處，光波導(dǎo)端面是“鳥嘴”現(xiàn)象中場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)端面的下斜坡面。光發(fā)射器可以由 一個(gè)pn結(jié)發(fā)光二極管構(gòu)成。端面與光發(fā)射器的光發(fā)射面緊鄰，從而達(dá)到光發(fā)射器與光波導(dǎo)的高效耦合。與光發(fā)射 器與光波導(dǎo)的耦合類似，光波導(dǎo)與光探測(cè)器之間的耦合也是采用場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)的端面下斜坡面與光探測(cè)器pn結(jié)側(cè)面 直接耦合的方式。如圖2所示，這種耦合方式有利于光波導(dǎo)、光發(fā)射器件、光探測(cè)器件的耦合，是提高耦合效率的 一種有效手段。

圖1 場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 光發(fā)射器、光探測(cè)器與光波導(dǎo)耦合

　　盡管這種光波導(dǎo)可以很好地解決耦合問題，但是由于光波導(dǎo)材料和包層材料的折射率差值不符合標(biāo)準(zhǔn)光波導(dǎo)的 全反射理論，所以，這種光波導(dǎo)的傳輸效率是非常低的。圖3是這種光波導(dǎo)的理論構(gòu)想模型。

　　從圖3中可以看出，光波導(dǎo)芯層的折射率為1.5，下包層折射率為3.5，這樣在光波導(dǎo)中傳輸?shù)墓獠ú荒軡M足全反 射定律，終將全部耗散到硅襯底中。當(dāng)然通過調(diào)整光源出射光的入射角度，可以減少傳輸損耗。但是，在集成 工藝中，這種調(diào)整是很困難的。因此，用場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)作為集成硅基光波導(dǎo)時(shí)，傳輸效率是比較低的。

圖3 場(chǎng)氧化結(jié)構(gòu)光波導(dǎo)理論構(gòu)想模型

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