调制器装置及其形成方法

技术领域

本发明实施例涉及一种调制器装置及其形成方法。

背景技术

光学电路可包括多个光子功能/装置及光学波导。光学波导被配置成以最小的衰减将光从集成芯片(integrated chip，IC)上的第一点限制并引导到所述IC上的第二点。调制器装置中的光学波导可被配置成选择性地改变穿过光学波导的光的相位、波长、频率及/或其他性质。

发明内容

本发明实施例提供一种调制器装置，其包括输入端子、第一波导、第二波导、输出端子、加热器结构以及充气隔离结构。输入端子被配置成接收入射光。第一波导具有第一输入区及第一输出区，第一输入区耦合到输入端子。第二波导光学耦合到第一波导，第二波导具有第二输入区及第二输出区，第二输入区耦合到输入端子。输出端子被配置成提供基于入射光而调制的出射光，输出端子耦合到第一波导的第一输出区及第二波导的第二输出区。加热器结构靠近第一波导，且被配置成基于将要由调制器装置传送的数据状态而向第一波导提供热量，以在第一波导与第二波导之间引发温度差。充气隔离结构靠近加热器结构，且被配置成将第二波导与提供到第一波导的热量热隔离。

本发明实施例提供一种调制器装置，其包括第一波导、第二波导、第一介电结构、加热器结构、充气隔离结构以及密封层。第一波导设置在衬底之上，且包括被配置成对光进行调制的有源区。第二波导设置在衬底之上，且光学耦合到第一波导。第一介电结构设置在第一波导及第二波导之上。加热器结构嵌置在第一介电结构内，且上覆在第一波导的有源区正上方。充气隔离结构嵌置在第一介电结构内，其中衬底界定充气隔离结构的底表面，其中充气隔离结构包括位于加热器结构的第一侧的第一侧壁部分及位于加热器结构的第二侧的第二侧壁部分，且其中第一波导的有源区及加热器结构位于充气隔离结构的第一侧壁部分与第二侧壁部分之间。密封层密封充气隔离结构，且界定充气隔离结构的最顶表面。

本发明实施例提供一种用于形成调制器装置的方法，其包括：在衬底之上形成第一波导；在衬底之上形成光学耦合到第一波导的第二波导；形成上覆在第一波导的有源区正上方的加热器结构，其中加热器结构嵌置在第一介电结构中；执行第一刻蚀工艺，以移除第一介电结构的部分及衬底的部分，从而形成完全延伸穿过第一介电结构并延伸到衬底的顶表面中的第一沟槽结构及第二沟槽结构，其中第一沟槽结构与第二沟槽结构被加热器结构间隔开；以及在第一介电结构之上形成密封材料，其中密封材料密封第一沟槽结构及第二沟槽结构内的空气。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最佳地理解本发明的各方面。应注意，根据业内标准惯例，各种特征并非是按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1示出包括加热器结构的调制器装置的一些实施例的立体图，所述加热器结构横向位于充气隔离结构(gas-filled isolation structure)之间且垂直位于充气隔离结构上方。

图2A示出包括加热器结构的调制器装置的一些额外实施例的剖视图，所述加热器结构横向位于充气隔离结构之间且垂直位于充气隔离结构上方。

图2B示出包括加热器结构的调制器装置的一些额外实施例的剖视图，所述加热器结构横向位于充气隔离结构之间。

图3A至图3C示出包括充气隔离结构的调制器装置的一些实施例的俯视图，所述充气隔离结构具有在加热器结构的第一侧上的第一侧壁部分及在加热器结构的第二侧上的第二侧壁部分。

图4示出传播穿过调制器装置的示例性光路径的一些实施例的俯视图，所述调制器装置包括由充气隔离结构环绕的加热器结构。

图5A示出包括由充气隔离结构环绕的加热器结构的调制器装置的一些实施例的俯视图，其中第一波导及第二波导彼此直接连接。

图5B及图5C示出调制器装置中的第一波导及/或第二波导的一些实施例的剖视图。

图6示出传播穿过调制器装置的示例性光路径的一些实施例的俯视图，所述调制器装置包括由充气隔离结构环绕的加热器结构、以及直接接触的第一波导及第二波导。

图7A示出调制器装置的一些实施例的剖视图，所述调制器装置包括光电二极管、第一波导的有源区、加热器结构、以及环绕有源区及加热器结构的充气隔离结构。

图7B示出传播穿过调制器装置的示例性光路径的一些实施例的俯视图，所述调制器装置包括光电二极管及由充气隔离结构环绕的加热器结构。

图8A、图8B、图9、图10、图11A至图11D及图12至图17示出在调制器装置中的加热器结构周围形成充气隔离结构的一些实施例的各种视图。

图18示出与图8A、图8B、图9、图10、图11A至图11D及图12至图17所示方法对应的一些实施例的流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及构造的具体实例以简化本发明。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。例如，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有额外特征、从而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本发明可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在...下方(beneath)”、“在...下面(below)”、“下部的(lower)”、“在...上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述如图中所示一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或其他取向)，且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

在电子学及电信学中，调制是以容许信息从传送器传送到接收器的方式改变周期性波形的一个或多个性质的过程。举例而言，振幅调制(amplitude modulation，AM)、频率调制(frequency modulation，FM)及相位调制可用于调制周期性波形，以在长距离或短距离上传达信息。

图1示出根据一些实施例的调制器装置100。调制器装置100包括输入端子101及输出端子103。第一波导112及第二波导115从输入端子101分支，然后在输出端子103处重新组合，从而提供可使光传播穿过调制器装置的两个路径或通道。在一些实施例中，第一波导112及第二波导115在输入端子101与输出端子103之间对称地分支。第一波导112可紧靠或直接接触第二波导115，使得第一波导112及第二波导115彼此光学耦合。更具体来说，第一波导112可具有耦合到输入端子101的第一输入区112i及耦合到输出端子103的第一输出区112o。第二波导115可具有耦合到输入端子101的第二输入区115i及耦合到输出端子103的第二输出区115o。

115分隔开，但不将加热器结构118与第一波在一些实施例中，入射光(impingentlight)107在输入端子101处以初始相位被接收，然后被分离以沿着第一波导112及第二波导115传播，之后在输出端子103处被重新组合并作为出射光(outgoing light)109而提供。由于第一波导112与第二波导115光学耦合，因此出射光109可因由第一波导112及第二波导115引起的相长干涉或相消干涉而发生相移。举例而言，在一些实施例中，加热器结构118设置在第一波导112之上、之下及/或旁边，以产生热量并将热量施加到第一波导112。此热量可引发第一波导112的温度变化，这又相对于第二波导115改变第一波导112的折射率、载流子迁移率及/或其他特性。因此，传播穿过第一波导112的光的速度及/或相位可相对于传播穿过第二波导115的光的速度及/或相位而移位，使得加热器结构118的温度可控制赋予输出端子103处的出射光109的相移。因此，调制器装置100可基于将要适时传送的数据状态而适时控制加热器结构118的温度，使得入射光107被调制以提供出射光109，所述出射光109的调制与将要传送的各种数据状态对应。应了解，尽管以上阐述了利用相位调制的调制实例，但在其他实施例中，也可使用其他类型的调制，例如振幅调制或频率调制。

尽管加热器结构118可容许以可控方式来调制入射光107，但由加热器结构118产生的热量也可能散布而以非期望方式加热第二波导115，从而限制所期望调制(例如，相移)。热量散布还可能影响调制器装置中的周围层，降低热效率，降低对调制器装置的控制，及/或增加调制器装置的功率消耗。

因此，在本发明的各种实施例中，靠近第一波导112设置充气隔离结构120，以将由加热器结构118产生的热量局部化到第一波导112。充气隔离结构120包括填充有空气、真空及/或另一种气体的腔，且嵌置在调制器装置的衬底102及/或介电层中，以环绕加热器结构118的外侧壁及/或在一些实施例中环绕第一波导112的顶表面及/或底表面。充气隔离结构120提高热效率，提高对调制器装置的控制，及/或降低调制器装置的功率消耗。

在图1所示的实施例中，充气隔离结构120可包括设置在加热器结构118的第一侧的第一侧壁部分120a及/或设置在加热器结构118的第二侧的第二侧壁部分120b。充气隔离结构120还可包括设置在加热器结构118的下表面之下的下部分120c及/或设置在加热器结构118的上表面之上的上部分120d。充气隔离结构120还可包括设置在加热器结构118的第一端的第一端部分120e及/或设置在加热器结构118的第二端的第二端部分120f。在一些实施例中，这些部分120a至120f可彼此分开，但在其他实施例中，这些部分120a至120f可合并成局部地或完全地环绕加热器结构118的一个或多个腔或室。因此，充气隔离结构120包括充气室，且充气隔离结构120将加热器结构118与第二波导导112分隔开。这可改善第一波导112与第二波导115之间的热隔离，且还可帮助减轻调制器装置内的其他加热问题。

图2A示出包括加热器结构的调制器装置的一些实施例的剖视图200A，所述加热器结构横向位于充气隔离结构之间且垂直位于充气隔离结构上方。

剖视图200A中的调制器装置包括设置在衬底102之上的第一波导112。在一些实施例中，基体介电层(bulk dielectric layer)104可设置在衬底102之上，且氧化物层106可设置在基体介电层104之上。在一些实施例中，第一波导112直接设置在基体介电层104之上，并被氧化物层106横向环绕。在一些实施例中，第一波导112包含被配置成局限并传输光的半导体材料(例如，硅)。第一波导112可具有有源区，所述有源区包括横向相邻的p型侧112a(例如，p掺杂硅)及n型侧112b(例如，n掺杂硅)。在一些实施例中，中心未掺杂区112c(例如，未掺杂硅)可将p型侧112a与n型侧112b分隔开。在一些实施例中，p型侧112a及n型侧112b的最顶表面可高于中心未掺杂区112c，而在其他实施例中，p型侧112a及n型侧112b的最顶表面可低于第一波导112的中心未掺杂区112c的最顶表面(例如，图2B)或大约处于与中心未掺杂区112c的最顶表面相同的高度。p型侧112a及n型侧112b各自耦合到嵌置在第一介电结构108中的内连通孔114及内连导线116。在一些实施例中，通过内连通孔114及内连导线116，跨第一波导112的p型侧112a及n型侧112b沿第一方向施加偏压，以改变传播穿过第一波导112的有源区的光的相位，其中所述光沿与第一方向垂直的第二方向传播。

此外，在剖视图200A中，调制器装置包括上覆在第一波导112正上方的加热器结构118。加热器结构118嵌置在第一介电结构108内，且在一些实施例中，位于内连通孔114及内连导线116之间。加热器结构118可包含在施加信号(例如，电压、电流)时产生热量的材料，例如氮化钛、氮化钽、钨、经掺杂硅、硅化物等。应了解，用于加热器结构118的其他材料也在本发明的范围内。加热器结构118被配置成向第一波导112施加热量以改变第一波导112的折射率，从而当光传播穿过第一波导112的有源区时改变光的相位。在操作期间，光的相位变化依据以下第一方程式而取决于波导的温度变化：

在剖视图200A中，充气隔离结构120可设置在加热器结构118下面及侧边。充气隔离结构120是在第一介电结构108、氧化物层106、基体介电层104及衬底102内填充有所俘获空气、真空及/或另一种气体的腔(cavity)。因此，充气隔离结构120的底表面由衬底102界定。在一些实施例中，充气隔离结构120可包括第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b，第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b中的每一者具有由密封层110界定的顶表面。加热器结构118设置在充气隔离结构120的第一侧壁部分120a与第二侧壁部分120b之间。在一些实施例中，充气隔离结构120还包括下部分120c，下部分120c直接位于基体介电层104与衬底102之间，位于加热器结构118正下方，并将充气隔离结构120的第一侧壁部分120a连接到充气隔离结构120的第二侧壁部分120b。在一些实施例中，由于充气隔离结构120的下部分102c的形成，衬底102包括设置在充气隔离结构120的第一侧壁部分120a与第二侧壁部分120b之间的峰部102p。在一些实施例中，峰部102p接触基体介电层104，使得下部分102c不将充气隔离结构120的第一侧壁部分120a连接到第二侧壁部分120b。

在剖视图200A中，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b各自具有等于第一距离d

密封层110可界定充气隔离结构120的顶表面。在一些实施例中，密封层110包含氧化物，例如未掺杂硅酸盐玻璃。应了解，用于密封层110的其他材料也在本发明的范围内。在一些实施例中，密封层110的最底表面低于第一介电结构108的最顶表面。在此类实施例中，密封层110可包括：第一突出部110a，界定充气隔离结构120的第一侧壁部分120a的最顶表面；以及第二突出部110b，界定充气隔离结构120的第二侧壁部分120b的最顶表面。在一些实施例中，密封层110的第一突出部110a及第二突出部110b可具有在剖视图200A中相对于第一方向凹入的底表面。

充气隔离结构120横向环绕加热器结构118及第一波导112，使得由加热器结构118产生的热量被局限于第一波导112。因此，与具有加热器结构118而没有充气隔离结构120的调制器装置相比，包括由充气隔离结构120环绕的加热器结构118的调制器装置可由于热局限而具有更高的热效率，由于加热器结构118的高效使用而具有更低的功率消耗，且由于可防止对调制器装置的其他组件的热损坏而更可靠。

图2B示出包括加热器结构的调制器装置的一些实施例的剖视图200B，所述加热器结构横向位于充气隔离结构之间。

图2B所示剖视图200B中的调制器装置示出环绕加热器结构118及第一波导112的充气隔离结构120的替代实施例，其中充气隔离结构120包括第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b，但没有下部分(图2A所示120c)。因此，在一些实施例中，充气隔离结构120不位于加热器结构118及/或第一波导112正下方。应了解，在图8A、图8B、图9、图10、图11A至图11D及图12至图17所示的方法中，在一些实施例中，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b是在充气隔离结构120的下部分(图2A所示120c)之前形成。因此，在一些实施例中，省略下部分(图2A所示120c)，以在制造期间节省时间及资源。然而，图2A所示充气隔离结构120可提供比图2B所示充气隔离结构120更高的热效率，这是因为充气隔离结构120的下部分(图2A所示120c)可在第一波导112与衬底102之间提供更多的热隔离。

此外，图2B所示剖视图200B包括在调制器装置操作期间由加热器结构118产生的示例性热量波202。如图所示，示例性热量波202可被充气隔离结构120隔绝，从而容许示例性热量波202更高效地到达第一波导112。

图3A示出与充气隔离结构的一些实施例对应的俯视图300A，所述充气隔离结构具有各自为连续腔的第一侧壁部分及第二侧壁部分。

图3A所示俯视图300A(以及图3B、图3C及图5A分别所示俯视图300B、300C及500A)可对应于图2A及图2B中剖面线AA’的一些实施例。在俯视图300A中以虚线轮廓示出加热器结构118，以确认加热器结构118在基于图2A及图2B所示剖面线AA’的俯视图中将是不可见的。另外，应了解，由于充气隔离结构120填充有空气，因此透过充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b，衬底(图2A所示102)在俯视图300A中将是可见的。然而，为简单起见，充气隔离结构120在俯视图300A中被示为白色腔。此外，在一些实施例中，图2A及图2B分别所示的剖视图200A及200B可各自取自图3A所示剖面线BB’。

在一些实施例中，从俯视图300A来看，第一波导112类似于环状结构。第一波导112的有源区111可包括加热器结构118、以及第一波导112的p型侧112a、n型侧112b及中心未掺杂区112c。有源区111可与非有源区113连续连接，在一些实施例中，非有源区113包括中心未掺杂区112c。此外，俯视图300A中的调制器装置可包括第二波导115。在一些实施例中，第二波导115可包含与第一波导112的中心未掺杂区112c相同的半导体材料。在一些实施例中，第二波导115可为实质上笔直的，使得输入端子101、第二波导115及输出端子103在平面内沿着一条线而共线。在其他实施例中，第二波导115可例如包括一些弯曲部分。第二波导115被配置成局限(confine)并传输光。第二波导115横向设置在第一波导112旁边，且在一些实施例中，第一波导112及第二波导115被设置成彼此足够靠近，使得尽管其不彼此直接接触，但第一波导112与第二波导115彼此光学耦合。在一些实施例中，第一波导112的非有源区113最靠近第二波导115。因此，加热器结构118及充气隔离结构120不会干扰在第一波导112的非有源区113与第二波导115之间直接进行的光学耦合。

在一些实施例中，从俯视图300A来看，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a是连续腔。由于第一波导112是环状类结构，因此第一侧壁部分120a可具有整体弧状形状。在一些实施例中，从俯视图300A来看，充气隔离结构120的第二侧壁部分120b也可为连续腔。由于第一波导112是环状类结构，因此第二侧壁部分120b可具有整体弧状形状。在一些实施例中，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b连续环绕加热器结构118的第一侧及第二侧。充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b在俯视图300A中均不是连续的圆，使得充气隔离结构120不会干扰第一波导112与第二波导115之间的光学耦合。在一些实施例(例如图2A所示调制器装置)中，充气隔离结构120包括下部分120c。在俯视图300A中，下部分120c由虚线表示，因为其下伏在氧化物层106下。在一些实施例中，下部分120c也可为连续腔，且具有整体弧状形状。在其他实施例(例如图2B所示调制器装置)中，可省略充气隔离结构120的下部分120c。

图3B示出与图3A所示俯视图300A的一些替代实施例对应的俯视图300B。

在一些实施例中，从俯视图300B来看，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b中的每一部分包括多个矩形腔。因此，在一些实施例中，从俯视图300B来看，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a不是连续连接的腔，且充气隔离结构120的第二侧壁部分120b不是连续连接的腔。各个矩形腔可通过氧化物层106彼此间隔开。在一些实施例中，尽管第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b是不连续的，但充气隔离结构120的下部分120c可为衬底(图2A所示102)中连续连接的腔。在其他实施例(图中未示出)中，充气隔离结构120的下部分120c可包括通过衬底(图2A所示102)彼此分隔开的多个腔。

图3C示出与图3A所示俯视图300A的一些替代实施例对应的俯视图300C。

在一些实施例中，从俯视图300C来看，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b中的每一部分包括多个圆形腔。因此，在一些实施例中，从俯视图300C来看，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a不是连续连接的腔，且充气隔离结构120的第二侧壁部分120b不是连续连接的腔。各个圆形腔可通过氧化物层106彼此间隔开。在一些实施例中，尽管第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b是不连续的，但充气隔离结构120的下部分120c可为衬底(图2A所示102)中连续连接的腔。在其他实施例(图中未示出)中，充气隔离结构120的下部分120c可包括通过衬底(图2A所示102)彼此分隔开的多个腔。

此外，在一些实施例中，第一波导112具有等于第二距离d

在一些实施例中，图3A所示俯视图300A中的充气隔离结构120可为包括加热器结构118的调制器装置提供最高的热效率；然而，在其他实施例中，因装置设计的其他因素(例如，机械性质、电性质、光学性质等)，可使用图3B所示俯视图300B及/或图3C所示俯视图300C中的充气隔离结构120。减小充气隔离结构120的每一侧壁部分(例如，120a或120b)的各腔之间的空间将提高图3B所示俯视图300B及图3C所示俯视图300C中所示的充气隔离结构120的热效率。

图4示出穿过调制器装置的示例性光路径的一些实施例的俯视图400，所述调制器装置包括横向位于充气隔离结构之间的加热器结构。

在一些实施例中，在调制器装置的操作期间，具有第一相位的光沿着第二波导115传播穿过第一示例性光路径402。由于第一波导112与第二波导115光学耦合，因此第一示例性光路径402可通过第一输入区112i传播到第一波导112的非有源区113中。然后，光可进入第二示例性光路径404，其中可跨分别与第一波导112的p型侧112a及n型侧112b耦合的p端子V

图5A示出包括充气隔离结构的调制器装置的一些实施例的俯视图500A，其中第一波导与第二波导直接连接。

在一些实施例中，第一波导112直接接触第二波导115。例如，在俯视图500A中，第一波导112可具有整体弧状形状。第一波导112的有源区111可包括p型侧112a、n型侧112b、中心未掺杂区112c及加热器结构118。因此，第一波导112的有源区111也可设置在充气隔离结构120的第一侧壁部分120a与第二侧壁部分120b之间，以防止由加热器结构118产生的热量影响传播穿过第二波导115及穿过第一波导112的非有源区113的光。在一些实施例中，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b可各自是连续连接的腔。在其他实施例(例如，图3B及图3C)中，充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及/或第二侧壁部分120b可各自包括多个矩形腔或多个圆形腔。

图5B及图5C示出调制器装置中第二波导的一些实施例的剖视图500B及500C。在一些实施例中，图5B及图5C分别所示剖视图500B及500C可取自图5A所示剖面线CC’。

如图5B的剖视图500B所示，在一些实施例中，第二波导115包括第一外围部分506及第二外围部分508。第一外围部分506及第二外围部分508的上表面可低于第二波导115的最顶表面。在一些实施例中，第二波导115包含未掺杂半导体材料(例如，未掺杂硅)。在一些实施例中，第一波导112也具有与第二波导115相同的剖视图。在此类实施例中，在第一波导112的有源区111中，第一外围部分506可被掺杂以形成p型侧(图5A所示112a)，且第二外围部分508可被掺杂以形成n型侧(图5A所示112b)。

如图5C的剖视图500C所示，在一些实施例中，第二波导115没有外围部分或突出部，且可例如类似于整体矩形形状。在一些实施例中，第二波导115及第一波导112的非有源区113可类似于图5C所示剖视图500C，而第一波导112的有源区111可类似于图5B所示剖视图500B，具有p型侧(图5A所示112a)及n型侧(图5A所示112b)。

图6示出穿过图5A所示调制器装置的示例性光路径的一些实施例的俯视图600。

在一些实施例中，在调制器装置的操作期间，具有第一相位的光沿着第二波导115传播穿过第一示例性光路径402。由于第一波导112与第二波导115彼此直接接触且因此光学耦合，因此第一示例性光路径402可通过第一输入区112i传播到第一波导112的非有源区113中。然后，光可进入第二示例性光路径404，其中可跨分别与第一波导112的p型侧112a及n型侧112b耦合的p端子V

图7A示出调制器装置的一些实施例的剖视图700A，所述调制器装置具有由充气隔离结构横向环绕的加热器结构，其中光电二极管设置在所述充气隔离结构之外。

在一些实施例中，调制器装置可设置在包括其他光学装置的集成芯片中。例如，在一些实施例中，光电二极管702及/或光栅结构701可设置在衬底102之上。光栅结构701可耦合到光源，并将来自光源的光引导到装置(例如，光电二极管702、第一波导112等)中的一者或多者中。光电二极管702可被配置成接收光并将光传送成数字信号。因此，在一些实施例中，一个或多个光电二极管702可耦合到第一波导112及/或第二波导(图3A所示115)。光电二极管702及/或光栅结构701可设置在充气隔离结构120的第一侧壁部分120a及第二侧壁部分120b之外，使得由加热器结构118产生的热量与光电二极管702及/或光栅结构701隔离。

在一些实施例中，光电二极管702可直接接触基体介电层104，且被氧化物层106横向环绕。光电二极管702可包含半导体材料，且具有设置在光电二极管接触层702f之上的光电二极管p型侧702a、光电二极管n型侧702b及光电二极管未掺杂中心部分702c。在一些实施例中，光电二极管p+部分702d可设置在光电二极管p型侧702a之上，光电二极管n+部分702e可设置在光电二极管n型侧702b之上。光电二极管p+部分702d及光电二极管n+部分702e可各自耦合到内连通孔114中的一者。第一光电二极管绝缘层702h可设置在光电二极管未掺杂中心部分702c之上，且包括侧壁间隔件702g。在一些实施例中，光电二极管p型侧702a、光电二极管n型侧702b及光电二极管未掺杂中心部分702c可包含与第一波导112不同的半导体材料。举例而言，在一些实施例中，第一波导112可包含硅，而光电二极管p型侧702a、光电二极管n型侧702b及光电二极管未掺杂中心部分702c可包含锗。

在一些实施例中，第一波导112可包括p型侧112a上的p+部分112d及n型侧112b上的n+部分112e。p+部分112d可包括比p型侧112a更高的掺杂浓度，且n+部分112e可包括比n型侧112b更高的掺杂浓度。此外，在一些实施例中，可省略第一波导112的中心未掺杂区(图2A所示112c)，使得p型侧112a直接接触n型侧112b。

第一介电结构108可包括用于各种隔离及/或图案化目的的许多介电层。举例而言，在一些实施例中，第一介电结构108可包括设置在氧化物层106之上的第一介电层703及第二介电层704。第一介电层703及第二介电层704可进一步保护光电二极管702。第三介电层706可设置在第二介电层704之上。在一些实施例中，第三介电层706例如包含介电材料，例如氧化物(例如，二氧化硅、氮氧化硅等)。第四介电层710可设置在第三介电层706之上，且可充当用于形成内连导线116及内连通孔114的刻蚀停止层。例如，在一些实施例中，第四介电层710可包含碳化硅。第五介电层712可设置在第四介电层710之上。在一些实施例中，第五介电层712可例如包含低介电常数(低k)介电材料。在一些实施例中，加热器结构118可设置在第六介电层714之上，且在一些实施例中，第六介电层714可例如包含正硅酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate，TEOS)。第七介电层716可设置在第五介电层712中一个上部的第五介电层712上方。应了解，用于前述各介电层的其他材料也在本发明的范围内。在一些实施例中，设置在第一介电结构108的第七介电层716之上的密封层110包括直接接触第五介电层712的第一突出部110a及第二突出部110b。在一些实施例中，第七介电层716可包含与密封层110相同的材料，例如，未掺杂硅酸盐玻璃。此外，在一些实施例中，密封层110的第一突出部110a及第二突出部110b的底表面在剖视图700A中可相对于第一方向下凹。第一介电结构108可进一步包括垂直位于密封层110与第七介电层716之间的第八介电层718。在一些实施例中，第八介电层718例如包含氮化硅。应了解，用于第七介电层716及第八介电层718的其他材料也在本发明的范围内。

在一些实施例中，第二介电结构708可设置在密封层110之上。在一些实施例中，第二介电结构708可包括由第四介电层710、第七介电层716及第八介电层718形成的层。此外，在一些实施例中，光电二极管702可通过延伸穿过第一介电结构108、第二介电结构708及密封层110的内连通孔114及内连导线116耦合到接触通孔722。接触通孔722可设置在第二介电结构708上，且耦合到其他电子装置，以依据由光电二极管702检测到的光学信号来传送数字数据。

应了解，除了以上所述并在图7A中示出的配置及材料之外，在一些其他实施例中，第一介电层至第八介电层703、704、706、710、712、714、716、718中的每一者还可呈各种配置且还可包含例如以下等介电材料的组合：氮化物(例如，氮化硅、氮氧化硅)、碳化物(例如，碳化硅)、氧化物(例如，氧化硅)、硼硅酸盐玻璃(borosilicate glass，BSG)、磷酸硅酸盐玻璃(phosphoric silicate glass，PSG)、硼磷硅酸盐玻璃(borophosphosilicate glass，BPSG)、低介电常数氧化物(例如，经碳掺杂的氧化物、碳硅氧氢化物(SiCOH))、或某种其他合适的材料。

图7B示出穿过图7A所示调制器及光电二极管的示例性光路径的一些实施例的俯视图700B。

在一些实施例中，当第一波导112为“接通”时，第一波导112的有源区111用于调制穿过第二波导115的光的相位。因此，所述光可被调制成通过第二波导115光学地传送信号。在一些实施例中，光电二极管702可与例如第二波导115直接接触，以检测在第二波导115上沿着第三示例性光路径406传播的具有第三相位的光。因此，沿着第三示例性光路径406传播的经调制光可由光电二极管702检测，并由光电二极管702转换成数字信号。在其他实施例中，可将多于一个光电二极管702耦合到例如第二波导115上的第一示例性光路径402及/或第一波导112上的第一示例性光路径402或第二示例性光路径404。

图8A、图8B、图9、图10、图11A至图11D及图12至图17示出在调制器装置中加热器结构周围形成充气隔离结构的方法的一些实施例的各种视图800A、800B、900、1000、1100A至1000D及1200至1700。尽管图8A、图8B、图9、图10、图11A至图11D及图12至图17是关于一种方法进行阐述，但应了解，图8A、图8B、图9、图10、图11A至图11D及图12至图17中所公开的结构并非仅限于此种方法，而是可作为独立于所述方法的结构独立存在。

如图8A的俯视图800A所示，可在基体介电层104之上形成第一波导112及第二波导115。第一波导112及第二波导115可包含半导体材料，例如硅。可对第一波导112的有源区111进行掺杂，以形成包括p型侧112a及n型侧112b的p/n二极管。第一波导112的非有源区113可包含未掺杂半导体材料，例如硅。在一些实施例中，第二波导115也可包含未掺杂半导体材料，例如硅。应了解，第一波导112及第二波导115的其他材料也在本发明的范围内。在一些实施例中，第一波导112的非有源区113可与第二波导115光学耦合但不直接接触。在其他实施例中，第一波导112与第二波导115可彼此直接接触。

图8B示出与图8A所示剖面线DD’对应的剖视图800B的一些实施例。

在一些实施例中，从剖视图800B来看，第一波导112在有源区111及非有源区113中具有相同的结构。然而，有源区包括p型侧112a及n型侧112b，而非有源区113包含未掺杂半导体材料。在一些实施例中，第二波导115可具有与第一波导112的非有源区113相同的结构。在其中第一波导112不直接接触第二波导115的一些实施例中，第一波导112与第二波导115之间的最小距离等于第四距离d

在一些实施例中，第一波导112及第二波导115设置在基体介电层104之上，基体介电层104设置在衬底102之上。在一些实施例中，基体介电层104包含氧化物，例如厚度在例如近似1.5微米与近似2.5微米之间的范围内的二氧化硅。应了解，基体介电层104的厚度的其他值也在本发明的范围内。在其他实施例中，基体介电层104可包含一些其他介电材料，例如低介电常数氧化物(例如，经碳掺杂的氧化物、SiCOH)、氮化物(例如，氮化硅)等。衬底102可为半导体衬底，且例如包含硅或锗。

如图9的剖视图900所示，在一些实施例中，可在基体介电层104之上形成各种光学装置。例如，可在第一波导112侧边形成光电二极管702。光电二极管702可包括设置在光电二极管接触层702f之上的光电二极管p型侧702a、光电二极管n型侧702b及光电二极管未掺杂中心部分702c。第一光电二极管绝缘层702h可设置在光电二极管未掺杂中心部分702c之上，且包括侧壁间隔件702g。在一些实施例中，第一光电二极管绝缘层702h可包含氮化硅，且具有在例如近似850埃与近似950埃之间的范围内的厚度。应了解，第一光电二极管绝缘层702h的其他材料及厚度值也在本发明的范围内。在一些实施例中，光电二极管p型侧702a、光电二极管n型侧702b及光电二极管未掺杂中心部分702c可包含与第一波导112不同的半导体材料。例如，在一些实施例中，第一波导112可包含硅，而光电二极管p型侧702a、光电二极管n型侧702b及光电二极管未掺杂中心部分702c可包含锗。此外，也可在基体介电层104之上设置光栅结构701。在一些实施例中，光栅结构701可包含光学反射材料，例如铝、铝铜、银、金或某种其他合适的材料。

在已在基体介电层104之上形成光学装置(例如，光电二极管702、光栅结构701等)之后，在基体介电层104之上以及光学装置、第一波导112及第二波导(图8B所示115)之上沉积氧化物层106。在一些实施例中，氧化物层106例如包含二氧化硅，且具有在例如近似2.5千埃与近似3.5千埃之间的范围内的厚度。应了解，可在形成氧化物层106之后形成第一光电二极管绝缘层702h及侧壁间隔件702g。

可在氧化物层106之上形成第一介电结构(图7A所示108)。在一些实施例中，通过首先在氧化物层106上的第一介电层703之上沉积第二介电层704来形成第一介电结构(图7A所示108)。可在第二介电层704之上沉积第三介电层706。在一些实施例中，第三介电层706包含介电材料，例如氮化物(例如，氮化硅、氮氧化硅)、碳化物(例如，碳化硅)、氧化物(例如，氧化硅)、硼硅酸盐玻璃(BSG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、低介电常数氧化物(例如，经碳掺杂的氧化物、SiCOH)等。第三介电层706的最大厚度可在例如近似3千埃与近似3.5千埃之间的范围内。

如图10的剖视图1000所示，可通过例如使用图案化(例如，光刻)、移除(例如，刻蚀、化学机械平坦化)及沉积(例如，物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、等离子增强化学气相沉积(plasmaenhanced chemical vapor deposition，PE-CVD)、原子层沉积(atomic layerdeposition，ALD)、溅镀等)工艺对第一介电层703、第二介电层704及第三介电层706进行图案化来形成最下部的内连通孔114。

然后，可在第三介电层706之上沉积第四介电层710，且可在第四介电层710之上沉积第五介电层712。在一些实施例中，第四介电层710包含碳化硅，且具有在例如近似325埃与近似525埃之间的范围内的厚度。在一些实施例中，第五介电层712可包含低介电常数电介质(例如，氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、BPSG、PSG、BSG、经碳掺杂的氧化物、SiCOH等)，且可具有在例如近似1.3千埃与近似2.9千埃之间的范围内的厚度。可通过对第四介电层710及第五介电层712进行图案化工艺、随后进行沉积工艺来形成最下部的内连导线116。在一些实施例中，内连通孔114及内连导线116可包含例如铝、钨、铜等导电材料。

可在第五介电层712之上沉积另一第四介电层710，且可在第四介电层710之上沉积第六介电层714。在一些实施例中，第六介电层714包含TEOS，且具有在例如近似300埃与近似350埃之间的范围内的厚度。在一些实施例中，可在第六介电层714之上形成加热器结构118。加热器结构118可例如包含氮化钛、氮化钽、钨、经掺杂硅、硅化物等。应了解，加热器结构118的其他材料也在本发明的范围内。可通过沉积(例如，PVD、CVD、PE-CVD、ALD、溅镀等)、图案化(例如，光刻)及/或移除(例如，刻蚀、化学机械平坦化(chemical mechanicalplanarization，CMP))工艺来形成加热器结构118。

在形成加热器结构118之后，穿过第四介电层710、第五介电层712及第六介电层714形成更多的内连通孔114及导线116。在一些实施例中，例如，使用双镶嵌工艺(dualdamascene process)来形成内连通孔114及内连导线116。在加热器结构118上方形成多个内连通孔114及内连导线116之后，可在第五介电层712中的一个上部第五介电层712之上沉积第七介电层716，且可在第七介电层716之上沉积第八介电层718。第七介电层716可例如包含未掺杂硅酸盐玻璃，且具有在例如近似4千埃与近似6千埃之间的范围内的厚度。第八介电层718可例如包含氮化硅，且具有在例如近似400埃与近似500埃之间的范围内的厚度。应了解，前述介电层的其他材料及厚度值也在本发明的范围内。

如图11A的剖视图1100A所示，可在第八介电层718之上形成第一掩模层1102。第一掩模层1102可例如包含光刻胶材料，且可使用光刻及移除(例如，刻蚀)工艺来进行图案化，使得第一掩模层1102包括第一开口1104及第二开口1106。第一开口1104及第二开口1106可各自具有等于第一距离d

此外，在一些实施例中，第一开口1104与第二开口1106可彼此分隔开第一宽度w

图11B至图11D示出与图11A所示剖面线EE’对应的一些实施例的俯视图1100B至1100D。

如图11B的俯视图1100B所示，在一些实施例中，第一开口1104是位于加热器结构118的第一侧的连续连接的开口，且第二开口1106是位于加热器结构118的第二侧的连续连接的开口。

如图11C的俯视图1100C所示，在一些实施例中，在加热器结构118的第一侧上，从俯视视角来看，第一开口1104包括多个矩形开口。此外，在一些实施例中，在加热器结构118的第二侧上，从俯视视角来看，第二开口1106包括多个矩形开口。

如图11D的俯视图1100D所示，在一些实施例中，在加热器结构118的第一侧上，从俯视视角来看，第一开口1104包括多个圆形开口。此外，在一些实施例中，在加热器结构118的第二侧上，从俯视视角来看，第二开口1106包括多个圆形开口。

如图12的剖视图1200所示，执行第一刻蚀工艺1202，以形成穿过第一介电结构108并延伸至衬底102中的第一沟槽1204及第二沟槽1206，其中第一沟槽1204及第二沟槽1206是根据第一掩模层1102的第一开口1104及第二开口1106形成且因此位于第一掩模层1102的第一开口1104及第二开口1106正下方。在一些实施例中，第一刻蚀工艺1202可为或包括干刻蚀工艺，并使用等离子刻蚀剂，例如氟化物系气体(例如，氟化碳、六氟化硫)。可沿实质上垂直方向进行第一刻蚀工艺1202。在一些实施例中，第一沟槽1204及第二沟槽1206延伸到衬底102中，但不完全延伸穿过衬底102。此外，第一沟槽1204及第二沟槽1206与第一波导112、第二波导(图8A所示115)、加热器结构118、或光学装置(例如，光电二极管702、光栅结构701)中的任一者不相干扰或换句话说不相交。

如图13的剖视图1300所示，在一些实施例中，执行第二刻蚀工艺1302，以移除衬底102的部分，使得第一腔1320连接第一沟槽1204与第二沟槽1206。在第二刻蚀工艺1302期间，第一掩模层1102可保留在第一介电结构108之上。第二刻蚀工艺1302可为或包括干刻蚀工艺，且可使用蒸汽化学刻蚀剂(例如，二氟化氙)或等离子刻蚀剂(例如，氟化物系气体(例如，六氟化硫))。因此，在一些实施例中，第二刻蚀工艺1302使用与第一刻蚀工艺(图12所示1202)相同的刻蚀剂。在其他实施例中，第二刻蚀工艺1302可使用与第一刻蚀工艺(图12所示1202)不同的刻蚀剂。为了沿垂直方向及横向方向形成第一腔1320，第二刻蚀工艺1302可为或包括各向同性刻蚀工艺。在一些实施例中，第二刻蚀工艺1302的第二刻蚀剂移除衬底102的部分，但不移除任何基体介电层104。在其他实施例(图中未示出)中，作为第二刻蚀工艺1302的残余效应，可能移除基体介电层104的部分。

在其他实施例(例如，图2B)中，尽管第一腔1320的形成可有助于最终装置的热效率，但可省略第二刻蚀工艺1302以及因此省略第一腔1320以提高制造效率。在此类其他实施例中，所述方法将从图12继续到图14，从而跳过图13所示第二刻蚀工艺1302。

如图14的剖视图1400所示，可例如使用湿刻蚀剂移除第一掩模层(图13所示1102)。在一些实施例中，第八介电层718实质上保护下伏的第一介电结构108免受来自对第一掩模层(图13所示1102)的移除工艺的影响。

如图15的剖视图1500所示，可在第八介电层718之上形成密封层110，以密封第一沟槽(图14所示1204)、第二沟槽(图14所示1206)且在一些实施例中密封第一腔(图14所示1320)，以形成充气隔离结构120，充气隔离结构120填充有空气且包括第一侧壁部分120a、第二侧壁部分120b并在一些实施例中包括下部分120c。在一些实施例中，例如，密封层110可包含氧化物，例如未掺杂硅酸盐玻璃、正硅酸四乙酯(TEOS)、聚环氧乙烷或某种其他合适的氧化物。应了解，用于密封层110的其他材料也在本发明的范围内。在一些实施例中，通过沉积工艺(例如，PVD、CVD、PE-CVD、ALD、溅镀等)来形成密封层110。密封层110的第一突出部110a可形成在第一沟槽(图14所示1204)中，且密封层110的第二突出部110b可形成在第二沟槽(图14所示1206)中。然而，由于第一沟槽及第二沟槽(图15所示1204、1206)的第一距离d

如图16的剖视图1600所示，可形成穿过第七介电层716、第八介电层718及密封层110的额外的内连通孔114及内连导线116。可使用双镶嵌工艺来形成内连通孔114及内连导线116。

如图17的剖视图1700所示，可在设置在密封层110之上的第二介电结构708中形成额外的内连通孔114及内连导线116。在一些实施例中，例如，第二介电结构708包括第四介电层710、第七介电层716及第八介电层718。此外，在一些实施例中，接触通孔722可通过内连通孔114及内连导线116耦合到例如光电二极管702，使得光电二极管702可传送数字数据，所述数字数据来自传播穿过第一波导112及/或第二波导(图8A所示115)的光学信号(例如，光)。

图18示出形成调制器装置的方法1800的一些实施例的流程图，所述调制器装置包括环绕加热器结构的充气隔离结构。

尽管方法1800在以下被示出及阐述为一系列动作或事件，但应了解，此类动作或事件的所示次序不应被解释为具有限制意义。例如，一些动作可以不同的次序发生及/或与除本文中所示及/或所述的那些动作或事件之外的其他动作或事件同时发生。另外，可能并非所有示出的动作均是实施本文说明的一个或多个方面或实施例所必需的。此外，本文中所示的动作中的一者或多者可在一个或多个单独的动作及/或阶段中施行。

在动作1802处，在衬底之上形成第一波导。

在动作1804处，在衬底之上形成光学耦合到第一波导的第二波导。图8A及图8B分别示出与动作1802及1804对应的一些实施例的俯视图800A及剖视图800B。

在动作1806处，形成嵌置在第一介电结构中的加热器结构，其中加热器结构上覆在第一波导的有源区正上方。图10示出与动作1806对应的一些实施例的剖视图1000。

在动作1808处，执行第一刻蚀工艺以移除第一介电结构的部分及衬底的部分，从而形成第一沟槽结构及第二沟槽结构，第一沟槽结构与第二沟槽结构通过加热器结构间隔开。图12示出与动作1808对应的一些实施例的剖视图1200。

在动作1810处，在第一介电结构之上形成密封材料，以密封第一沟槽结构及第二沟槽结构内的空气。图15示出与动作1810对应的一些实施例的剖视图1500。

因此，本发明涉及一种制造调制器装置的方法，所述调制器装置包括环绕加热器结构的充气隔离结构，以在加热器结构的操作期间提高热效率并降低调制器装置的功率消耗。

因此，在一些实施例中，本发明涉及一种调制器装置，包括：输入端子，被配置成接收入射光；第一波导，具有第一输入区及第一输出区，所述第一输入区耦合到所述输入端子；第二波导，光学耦合到所述第一波导，所述第二波导具有第二输入区及第二输出区，所述第二输入区耦合到所述输入端子；输出端子，被配置成提供基于所述入射光而调制的出射光，所述输出端子耦合到所述第一波导的所述第一输出区及所述第二波导的所述第二输出区；加热器结构，靠近所述第一波导，且被配置成基于将要由所述调制器装置传送的数据状态而向所述第一波导提供热量，以在所述第一波导与所述第二波导之间引发温度差；以及充气隔离结构，靠近所述加热器结构，且被配置成将所述第二波导与提供到所述第一波导的所述热量热隔离。

在上述调制器装置中，所述充气隔离结构包括充气室，且所述充气隔离结构将所述加热器结构与所述第二波导分隔开，但不将所述加热器结构与所述第一波导分隔开。

在上述调制器装置中，所述第一波导包括有源区，所述有源区包括p型区及n型区，且其中所述充气隔离结构包括第一侧壁部分及第二侧壁部分，使得所述有源区及所述加热器结构设置在所述充气隔离结构的所述第一侧壁部分与所述第二侧壁部分之间。

在上述调制器装置中，所述充气隔离结构包括下部分，所述下部分连接到所述第一侧壁部分及所述第二侧壁部分且位于所述第一波导的所述有源区正下方。

在上述调制器装置中，所述充气隔离结构的所述第一侧壁部分及所述第二侧壁部分各自具有小于或等于约0.5微米的宽度。

在上述调制器装置中，所述输入端子及所述输出端子沿着一条线而共线且位于平面内，并且所述第一波导及所述第二波导位于所述平面内且从所述输入端子对称地分支，之后在所述输出端子处彼此重新接合。

在上述调制器装置中，所述输入端子及所述输出端子沿着一条线而共线且位于平面内，所述第二波导位于所述平面内且在所述输入端子与所述输出端子之间沿着所述线而线性延伸，并且所述第一波导位于所述平面内且在所述第二波导的一侧上具有波导材料圆形路径。

在其他实施例中，本发明涉及一种调制器装置，包括：第一波导，设置在衬底之上，且包括被配置成对光进行调制的有源区；第二波导，设置在所述衬底之上，且光学耦合到所述第一波导；第一介电结构，设置在所述第一波导及所述第二波导之上；加热器结构，嵌置在所述第一介电结构内，且上覆在所述第一波导的所述有源区正上方；充气隔离结构，嵌置在所述第一介电结构内，其中所述衬底界定所述充气隔离结构的底表面，其中所述充气隔离结构包括在所述加热器结构的第一侧的第一侧壁部分及在所述加热器结构的第二侧的第二侧壁部分，且其中所述第一波导的所述有源区及所述加热器结构位于所述充气隔离结构的所述第一侧壁部分与所述第二侧壁部分之间；以及密封层，密封所述充气隔离结构，且界定所述充气隔离结构的最顶表面。

在上述调制器装置中，所述密封层包括：第一突出部，其底表面界定所述充气隔离结构的所述第一侧壁部分的最顶表面，且其中所述第一突出部的所述底表面低于所述第一介电结构的最顶表面；以及第二突出部，其底表面界定所述充气隔离结构的所述第二侧壁部分的最顶表面，且其中所述第二突出部的所述底表面低于所述第一介电结构的所述最顶表面。

在上述调制器装置中，所述密封层的所述第一突出部的所述底表面及所述密封层的所述第二突出部的所述底表面高于所述加热器结构的最顶表面。

在上述调制器装置中，所述充气隔离结构包括下部分，所述下部分从所述充气隔离结构的所述第一侧壁部分延伸到所述充气隔离结构的所述第二侧壁部分，其中所述充气隔离结构的所述下部分直接位于所述第一波导的所述有源区与所述衬底之间。

在上述调制器装置中，从俯视角度来看，所述充气隔离结构包括多个矩形腔，其中所述多个矩形腔通过所述第一介电结构彼此分隔开。

在上述调制器装置中，从俯视角度来看，所述充气隔离结构包括多个圆形腔，其中所述多个圆形腔通过所述第一介电结构彼此分隔开。

在上述调制器装置中，所述多个圆形腔中的每一圆形腔具有小于或等于约0.5微米的直径。

在上述调制器装置中，所述密封层包含未掺杂硅酸盐玻璃。

在又一些实施例中，本发明涉及一种用于形成调制器装置的方法，所述方法包括：在衬底之上形成第一波导；在所述衬底之上形成光学耦合到所述第一波导的第二波导；形成上覆在所述第一波导的有源区正上方的加热器结构，其中所述加热器结构嵌置在第一介电结构中；执行第一刻蚀工艺，以移除所述第一介电结构的部分及所述衬底的部分，从而形成完全延伸穿过所述第一介电结构并延伸到所述衬底的顶表面中的第一沟槽结构及第二沟槽结构，其中所述第一沟槽结构与所述第二沟槽结构被所述加热器结构间隔开；以及在所述第一介电结构之上形成密封材料，其中所述密封材料密封所述第一沟槽结构及所述第二沟槽结构内的空气。

在上述用于形成调制器装置的方法中，所述第一波导的所述有源区包括p/n二极管。

在上述用于形成调制器装置的方法中，所述第一刻蚀工艺是等离子干刻蚀工艺，且其中所述第一刻蚀工艺包括氟化物系气体。

在上述用于形成调制器装置的方法中，进一步包括：穿过所述第一沟槽结构及所述第二沟槽结构执行第二刻蚀工艺，以移除所述衬底的部分，从而形成连接所述第一沟槽结构与所述第二沟槽结构的第三沟槽结构。

在上述用于形成调制器装置的方法中，所述第二刻蚀工艺是各向同性刻蚀工艺，且包括等离子刻蚀剂或蒸汽化学刻蚀剂。

以上内容概述了若干实施例的特征以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明的各方面。所属领域中的技术人员应了解，他们可易于使用本发明作为基础来设计或修改其他工艺及结构以施行本文所介绍实施例的相同目的及/或实现本文所介绍实施例的相同优点。所属领域中的技术人员还应认识到，此种等效构造并不背离本发明的精神及范围，且在不背离本发明的精神及范围的条件下，他们可对本文作出各种改变、替代及变更。