电光调制器的终端负载的制备方法及结构与流程

1.本技术涉及电光调制器芯片领域，具体而言，涉及一种电光调制器的终端负载的制备方法及结构。


背景技术：

2.现有技术中，电光调制器是电光系统中的重要组件，实现对电光信号的调制。
3.由于射频电路的特殊性，需要在射频电路终端接上特定阻抗的负载电阻，现有技术中，电光调制器中采用外接贴片电阻实现负载电阻的需求，由于外接贴片电阻存在不稳定的问题，因此，现有技术中的电光调制器的终端负载电阻存在不稳定的技术问题。
4.申请内容
5.本技术的主要目的在于提供一种电光调制器的终端负载结构，基于薄膜电阻设计电光调制器的终端负载电阻，可以解决现有技术中电光调制器由于外接贴片电阻造成的不稳定的技术问题，实现了提高电光调制器射频电路的稳定性与降低生产成本的技术效果。
6.为了实现上述目的，根据本技术的第一方面，提出了一种电光调制器的终端负载的制备方法，包括：
7.在薄膜晶圆上制作集成光子元器件结构，形成电光材料薄膜层；
8.在所述电光薄膜层上沉积绝缘层材料，在所述绝缘层基于预设结构对导体材料进行处理，形成含有共面波导结构的混合层；以及
9.在所述混合层顶面，基于薄膜电阻预设位置进行薄膜电阻材料沉积，形成薄膜电阻，其中所述薄膜电阻预设位置为所述混合层中的共面波导的端面处。
10.可选地，在薄膜晶圆上制作集成光子元器件结构，形成电光材料薄膜层，包括：
11.基于预设图案通过干法刻蚀的方法对所述薄膜晶圆进行刻蚀，制作集成光子元器件结构，形成电光材料薄膜层。
12.可选地，在所述电光薄膜层上沉积绝缘层材料，在所述绝缘层基于预设结构对导体材料进行处理，形成含有共面波导结构的混合层，包括：
13.在所述电光材料薄膜层上沉积绝缘层材料，在通孔预设位置对所述绝缘层进行刻蚀，形成通孔；
14.在所述通孔内部填充导体材料，形成混合层。
15.可选地，在所述电光薄膜层上沉积二氧化硅，在所述二氧化硅层基于预设结构设置导体材料，形成混合层，还包括：
16.在所述电光材料薄膜层的第一导体预设位置处沉积导体材料，在所述电光材料薄膜层与导体材料结构表面，沉积绝缘层材料，在第二导体预设位置处进行打孔，形成伪孔结构，在所述伪孔内部填塞导体材料，形成混合层，其中，所述第二导体预设位置位于所述第一导体预设位置水平正上方。
17.根据本技术的第二方面，提出了一种电光调制器的终端负载结构，包括：所述电光调制器的终端负载结构从下至上依次是衬底层、隔离层、电光材料薄膜层、混合层以及薄膜
电阻。
18.进一步地，所述衬底层的材料为硅；所述隔离层的材料为二氧化硅。
19.进一步地，所述电光材料薄膜层上存在预设刻蚀图案，所述预设刻蚀图案为集成光子元器件结构。
20.进一步地，所述混合层包括绝缘层与金属电极，其中，所述绝缘层材料为光介质材料。
21.进一步地，还包括：在所述薄膜电阻与混合层上方覆盖有保护层，所述保护层的厚度为5nm-30μm。
22.进一步地，所述电光材料薄膜层材料为铌酸锂晶体，砷化镓晶体和钽酸锂晶体中的任一种。
23.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
24.在本技术中，涉及一种电光调制器的终端负载结构，通过采用薄膜电阻代替现有技术中的贴片电阻，解决了现有的电光调制器中由于贴片电阻导致的不稳定的技术问题，实现了提高了射频电路的稳定性与电光调制器的生产效率和减小电光调制器外观尺寸的技术效果。
附图说明
25.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
26.图1为本技术提供的一种电光调制器的终端负载结构的结构示意图；
27.图2为本技术提供的一种电光调制器的终端负载结构的制备方法；
28.图3为本技术提供的另一种电光调制器的终端负载结构的结构示意图；
29.图4为本技术提供的另一种电光调制器的终端负载结构的结构示意图。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
31.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
33.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
34.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.图1为本技术提供的一种电光调制器的终端负载结构示意图，如图1所示，
36.所述电光调制器的终端负载结构从下至上依次是：衬底层1，隔离层2，电光材料薄膜层3，混合层4及薄膜电阻5；
37.所述衬底层1的材料为硅，所述隔离层2的材料为二氧化硅；
38.所述电光薄膜材料3可以选择铌酸锂晶体，砷化镓晶体和钽酸锂晶体中的任一种，也可选用铌酸锂，砷化镓和钽酸锂的混合材料；在所述电光薄膜材料上刻蚀有预设刻蚀图案，所述刻蚀图案为集成光子元器件结构，如形成光波导结构，如脊状波导，所述电光薄膜层各处的厚度可以不同；
39.所述混合层4包括绝缘层与金属电极，所述绝缘层与金属电极相邻；其中，所述绝缘层材料为光介质材料，如，所述绝缘层材料为二氧化硅，所述金属电极可以为导体金属，如金银铜铝等金属材料，也可以为导体材料，如氮化钛等。
40.所述薄膜电阻5可以分为两节或者连成一节，尺寸可以随着阻抗需求改变而改变。
41.所述薄膜电阻5连接共面传输线的信号线和接地线，形成所述电光调制器的射频电路的终端负载电阻。
42.在所述混合层4与薄膜电阻5的表面结构上，覆盖有保护层6，所述保护层的材料为具有光学介质性质的材料，所述保护层的厚度为5nm-30μm，实现对所述电光调制器终端负载结构的保护。
43.图2为本技术提供的一种电光调制器的终端负载结构的制备方法，如图2所示，
44.s201：在薄膜晶圆上制作波导结构，形成电光材料薄膜层；
45.基于预设图案通过干法刻蚀的方法对所述薄膜晶圆进行刻蚀，制作集成光子元器件结构，形成电光材料薄膜层；
46.在所述薄膜晶圆上悬涂光刻胶，通过光刻机或电子束曝光机完成曝光流程，获得所述预设图案；
47.通过干法刻蚀法基于所述预设图案进行刻蚀，完成刻蚀后去除光刻胶，获得波导结构，基于不同预设图案对所述薄膜晶圆进行刻蚀，获得不同的集成光子元器件结构，如形成脊状波导结构。
48.s202：在所述电光薄膜层上沉积绝缘层材料，在所述绝缘层基于预设结构对导体材料进行处理，形成含有共面波导结构的混合层；
49.所述导体材料可以为金属材料，如金银铜铝等金属材料，也可以为导体材料，如氮
化钛等。所述导体材料形成的金属电极可以与所述二氧化硅覆盖层顶层存在高度差。
50.优选地，所述混合层可通过在所述电光材料薄膜层上沉积二氧化硅，在预设位置对所述二氧化硅进行刻蚀，形成通孔；基于气象沉积法在所述通孔内部填塞导体材料，形成混合层。
51.所述混合层还可通过在所述电光材料薄膜层的第一导体预设位置处沉积导体材料，在所述电光材料薄膜层与导体材料结构表面，沉积绝缘层材料，在第二导体预设位置处进行打孔，形成伪孔结构，在所述伪孔内部填塞导体材料，形成混合层，其中，所述第二导体预设位置位于所述第一导体预设位置水平正上方，所述伪孔内部导体材料的填塞程度可以为0～100％。
52.进一步地，对所述混合层表面进行平整化处理，对所述混合层上顶面可以使用化学机械抛光(cmp)进行抛光处理。
53.s203：在所述混合层顶面，基于预设结构进行薄膜电阻材料沉积，形成薄膜电阻；
54.基于剥离或干法刻蚀的方法，在所述混合层顶面基于预设结构进行薄膜电阻材料沉积，形成薄膜电阻，所述薄膜电阻材料为导电材料，如镍铬合金。
55.s204：在所述薄膜电阻结构表面沉积一层光学介质薄层，形成保护层，获得所述电光调制器。
56.所述保护层的厚度为5nm-100nm。
57.实施例1：
58.如图3所示，为本技术提供的另一种电光调制器的终端负载结构的结构示意图。
59.电光调制器，结构从下至上依次是：衬底层11，隔离层12，电光材料薄膜层13，混合层14，薄膜电阻15及保护层16；
60.所述衬底层11为硅衬底，硅衬底的厚度为500μm；
61.所述隔离层12为二氧化硅隔绝层，二氧化硅隔绝层的厚度为5μm；
62.所述电光材料薄膜层13为铌酸锂薄膜，所述铌酸锂薄膜上刻蚀有脊状波导，所述铌酸锂薄膜层各处的厚层不同。
63.所述混合层14包括绝缘层二氧化硅141与金属电极142，所述二氧化硅与所述金属电极相邻分布，所述绝缘层二氧化硅的厚度为3μm，所述金属电极的厚度为1μm。
64.所述薄膜电阻15为两节分布，材料为镍铬合金，厚度为50nm。
65.所述保护层16覆盖在所述混合层14与薄膜电阻15表面结构上，材料为氧化铝，形成保护层，厚度为2μm。
66.制备方法如下：
67.在铌酸锂薄膜薄膜晶圆上制作波导结构，形成电光材料薄膜层；基于预设图案进行干法刻蚀，获得脊状波导，获得铌酸锂层。
68.在所述铌酸锂层上预设位置处沉积导体材料，在所述铌酸锂层与导体材料结构表面，沉积二氧化硅，在所述预设位置水平上方，对所述二氧化硅层进行打孔，形成伪孔结构，在所述伪孔结构中填充导体材料，形成混合层。
69.在所述混合层顶面，进行薄膜电阻材料沉积，通过剥离的方法，获得两节分布的薄膜电阻，所述薄膜电阻材料为镍铬合金。
70.在所述混合层与薄膜电阻结构表面，沉积一层氧化铝，形成保护层，获得所述电光
调制器的终端负载结构。
71.实施例2：
72.如图4所示，为本技术提供的另一种电光调制器的终端负载结构的结构示意图。
73.电光调制器，结构从下至上依次是：衬底层21，隔离层22，电光材料薄膜层23，混合层24及薄膜电阻25；
74.所述衬底层21为硅衬底，硅衬底的厚度为400μm。
75.所述隔离层22为二氧化硅隔绝层，二氧化硅隔绝层的厚度为3μm。
76.所述电光材料薄膜层23为铌酸锂薄膜，所述铌酸锂薄膜上刻蚀有脊状波导，所述铌酸锂薄膜层各处的厚层不同。
77.所述混合层24包括绝缘层二氧化硅241与金属电极242，所述二氧化硅与所述金属电极相邻分布，所述绝缘层二氧化硅的厚度为2μm，所述金属电极的厚度为2μm。
78.所述薄膜电阻25为一节分布，材料为镍铬合金，厚度为20nm。
79.制备方法如下：
80.在铌酸锂薄膜薄膜晶圆上制作波导结构，形成电光材料薄膜层；基于预设图案进行干法刻蚀，形成脊状波导，获得铌酸锂层。
81.在所述铌酸锂层上沉积二氧化硅，在预设位置对所述二氧化硅进行刻蚀，形成通孔；基于气象沉积法在所述通孔内部填塞导体材料，形成混合层。
82.所述混合层上顶面可以使用化学机械抛光(cmp)进行抛光处理。
83.在所述混合层顶面，进行薄膜电阻材料沉积，通过干法刻蚀的方法，获得一节分布的薄膜电阻，所述薄膜电阻材料为镍铬合金。
84.综上，在本技术中，通过设计一种薄膜电光调制器的终端负载结构，采用了薄膜电阻作为电光调制器的射频终端负载，解决了现有的电光调制器中的贴片电阻的存在不稳定的技术问题，实现了提高了生产效率，减小电光调制器外观尺寸以及响应时间短的技术效果。
85.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
86.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本技术的各单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本技术不限制于任何特定的硬件和软件结合。
87.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。