光的直线性的功能。图9f示出在小电压的正向偏置中光直线穿过的通过状态的功能。图9g示出向p-n结施加电反向偏置(V,〈O)时，沿第一波导10的纵向之折射率分布示例。图9h示出当V/0时，在反射体30的内部光反射进而被引导至第二波导20的反射状态的功能。
[0078]针对根据图9a至图9h的本发明的第七实施例的光器件的结构和动作进行更具体地说明。
[0079]在前述本发明的第一实施例至第六实施例的结构中，P或η区域根据反射器30的形态而制造为接近于平行四边形，且在P或η区域的第一界面中发生反射。与此不同，根据本发明第七实施例的光器件的结构，其中，ρ733或η732区域制作为接近于梯形，且在梯形区域中在水平的边(几乎与第一波导10垂直的边)中使光通过且在具有倾斜边的ρ733和n732区域的接合处形成耗尽区域，且在该倾斜的耗尽区域的内部发生全反射，进而将光引导至第二波导20。在图9a的结构中示出，在入射光的一端配置ρ区域733且在其后端配置η区域732的示例。与此相对应，在入射光的一端配置η区域732且在其后端配置ρ区域733的情况也可获得类似的效果。用图9a的结构的示例来说明，光入射的ρ区域733的空穴通过几乎与第一波导10相垂直，光在该界面Q1)中即使降低折射率的差异，当其折射率差异小时，也可机会无反射而通过。在实际硅中由于根据掺杂的折射率变化非常小，在该界面Q1)可忽视反射。同样地，在后端的η区域732中通过使光发出的ρ区域733的空穴机会垂直于波导，光在该界面(i4)中可几乎无反射而通过。即，i#Pi4处于的外部界面几乎不对光的进行产生影响。
[0080]在图9a和图9b的结构中当不施加偏置时，根据第一波导10的进行方向(线e_f)折射率如与9c分布。在p-n结附近根据载流子再分布可自然形成薄的耗尽区域，且该耗尽区域相比周围的掺杂区域折射率高。在p-n结附近自然形成的耗尽区域随着掺杂浓度变高而变薄。P、n掺杂浓度足够高时，该自然耗尽区域就非常薄，因此光不受耗尽区域产生的大影响，如图9d所示，可通过。作为为了能更确切地获取使光通过的状态之优选方法，如图9e所示，可施加小电压的正向偏置。若施加正向偏置，由于在P-n结附近会除去(或缩减)耗尽区域，因此如图9f所示，光可在结中几乎不经受折射率差异而通过。
[0081]图9g示出施加反方向偏置而获取使光反射之状态的方法。若施加反方向偏置，如图9g所示，在p-n结附近扩大耗尽区域。该扩大的耗尽区域相比周围的掺杂区域折射率高。由于在扩大的耗尽区域的第一界面(点i2位于的界面)中折射率高，因此大部分的光不经过外部折射而能进入耗尽区域内部。在耗尽区域的第二界面(点i3位于的界面)中折射率再次降低，若其折射率差异足够大，进入耗尽区域内部的光在第二界面中可发生内部全反射。由于该内部全反射的光在耗尽区域的第一界面中也发生内部全反射，如图9h所示，光被关在扩大的耗尽区域中进而可被引导至第二波导20。
[0082]也就是说，根据本发明的第七实施例的光器件，特征在于，从反射器30的平面上观看时，η型732和ρ型733相接的线具有斜线形状，且在该斜线的接合部形成有第一界面和第二界面，光信号被引导至第一界面和第二界面之间从而按第二波导输出。并且，本发明的第七实施例的光器件，特征在于，在反射器30中掺杂η型732和ρ型733的区域的外部界面与第一波导10形成直交或接近于直角的倾斜角，从而不对光信号的进行产生影响。
[0083]并且，光信号从第一界面的ρ型杂质掺杂区域733中入射，使用第二界面的η型杂质掺杂区域732从而按第一波导10输出，或使用在第二界面的η型732和ρ型733的杂质掺杂区域相接的区域间形成的耗尽层(deplet1n layer)而按第二波导20输出。
[0084]并且，光信号从第一界面的η型杂质掺杂区域732中入射，使用第二界面的P型杂质掺杂区域733从而按第一波导10输出，或使用在第二界面的η型732和ρ型733的杂质掺杂区域相接的区域间形成的耗尽层(deplet1n layer)而按第二波导20输出。
[0085]图1Oa至图1Of是根据本发明第八实施例的光器件的结构图和动作说明图。
[0086]图1Oa是示出p833和n832掺杂区域的配置的顶视图(top view)，且图1Ob是沿线g-h的剖面图。根据本发明第八实施例的光器件，是为了按p-1-n结达成使用折射和反射的图2形态的反射器30功能的结构。通过形成p-1-n结，在不施加偏置电压的状态中也可获得如图9g和图9h的反射状态。S卩，本征区域835相比周围的p833或n832区域折射率高，在不施加偏置的状态中，如图1Oc所示，在反射器30的第一界面(点i2位于的界面)中折射率高，因此大部分的光不经过外部折射可进入本征区域835内部。在本征区域835的第二界面(点i3位于的界面)中折射率再次降低，若其折射率差异足够大，进入本征区域835内部的光在第二界面中可发生内部全反射。由于该内部全反射的光在本征区域835的第一界面中也发生内部全反射，如图1Od所示，光被关在本征区域835中进而可被引导至第二波导20。
[0087]在图1Oa结构中若施加正向偏置，载流子注入至本征区域835从而折射率降低。施加足够电压的正向偏置，如图1Oe所示，若本征区域835的折射率降低接近于周围的p833和n832区域的折射率，如图1Of所示，光可通过第一波导10。
[0088]也就是说，根据本发明的第八实施例的光器件，特征在于，反射器30从平面上观看时，在η型832和ρ型833之间包括两边具有斜线形状的本征区域835。并且在具有斜线形状的本征区域的两边形成有第一界面和第二界面，光信号从第一界面的η型832或ρ型833杂质掺杂区域入射，使用第二界面的ρ型833或η型832杂质掺杂区域而向第一波导10输出，或使用第二界面的本征区域835而向第二波导20输出。
[0089]图1la和图1lb是适用于本发明第一实施例至第八实施例的波导、覆层(clad)的结构和电极配置相关的示例图。
[0090]图1la是在波导的两端水平配置p+932、n+931以及电极933和934的层叠形态。硅基板911上面形成有下部硅氧化物(Si oxide)层912，且在硅氧化物层上形成有肋骨状波导(rib waveguide) 936，在肋骨状波导936上覆盖有上部娃氧化物层913。下部娃氧化物层912和上部硅氧化物层913起到波导的覆层(clad)作用。在肋骨状波导936的反射器30部分形成有p、n、或i区域和p-n结或p_i_n结。图1la的主要特征是在硅肋骨状波导914两端配置有ρ+电极932和η+电极931。上述电极931和932形成为用于向ρ、η区域施加偏置电压。由于位于波导914两端的ρ+区域932和η+区域931埋入硅氧化物覆层内部，因此穿过上述硅氧化物层913，且使金属电极933和934与ρ+区域932和η+区域931相电接触。
[0091]图1lb示出在波导两端配置有ρ+或η+电极中一个种类的电极931和935，余下的η+或ρ+电极中另一种类的电极937配置于波导上部。在波导上部薄薄地形成有ρ+936或η+区域，且穿过其上的上部硅氧化物层913而与金属电极937相电接触。波导两端的电极933和934通过相同的电极而连接，且向上述电极933和934与波导上部的电极937之间施加偏置电压。
[0092]在图1la和图1lb中，覆盖硅波导的核心(core)部分的硅氧化物相比硅波导的折射率低，且起到波导的覆层的作用。因此可使用如硅氮化物(Si nitride)之相比硅波导折射率低的绝缘材料而代替硅氧化物。并且，硅波导也可使用硅晶体(Si crystal)、多晶硅(poly-silicon)、非晶娃(amorphous Si)或其他半导体材料。
[0093]ρ+电极934和937以及η+电极933和934的电连接可使用通常半导体芯片中使用的电配线。但，图1la和图1lb中只按单纯的实线进行了表示。
[0094]图1la的结构可用于波导两端水平连接之本发明的第一、二、三、五、七、八实施例。图1lb的结构则是用于在硅波导上部形成电极且与波导两端竖直连接之本发明的第四和第六实施例的结构。
[0095]也就是说，本发明的反射器30包括:波导层914，横贯第一波导10的剖面而形成进而能使入射的光信号通过；第一杂质层，形成在波导层914的一端；第二杂质层，形成在波导层914的另一端；第一电极933，贯通形成在波导层914上的上部覆层913进而形成在第一杂质层上；以及第二电极934，贯通形成在波导层914上的上部覆层913进而形成在第二杂质层上。优选地