一种电吸收调制器的制作方法

文档序号:28869441发布日期:2022-02-12 10:50阅读:151来源:国知局
一种电吸收调制器的制作方法

1.本技术实施例涉及光通信技术领域,尤其涉及一种电吸收调制器。


背景技术:

2.硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料(如sige/si、绝缘体上硅等),利用现有互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,cmos)工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光子技术结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势,是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。这种结合得力于半导体晶圆制造的可扩展性,因而能够降低成本。调制器作为硅光子架构的核心器件之一,具有将连续光进行调制后输出的功能。然而,目前的硅基调制器效率很低,因此有待进一步的改进。


技术实现要素:

3.有鉴于此,本技术实施例为解决现有技术中存在的至少一个技术问题而提供一种电吸收调制器。
4.为达到上述目的,本技术的技术方案是这样实现的:
5.本技术实施例提供一种电吸收调制器,所述电吸收调制器用于对连续光进行调制并输出调制后的光信号,所述电吸收调制器包括:
6.硅层,所述硅层包括第一掺杂类型的掺杂区;
7.与所述硅层接触的第一光吸收层和第二光吸收层,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层均包括第二掺杂类型的掺杂区;
8.光波导,所述光波导包括位于所述第一光吸收层和所述第二光吸收层之间的第一光波导区,所述第一光波导区沿所述第一光吸收层指向所述第二光吸收层方向上的宽度沿所述连续光的传输方向增大;
9.其中,所述光波导用于传输所述连续光,并将所述连续光分别耦合至所述第一光吸收层和所述第二光吸收层,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层用于对所述连续光进行调制。
10.在本技术的一些实施例中,所述电吸收调制器还包括:
11.第一传输波导,所述第一传输波导与所述第一光吸收层相连接,用于传输所述第一光吸收层输出的所述连续光;
12.第二传输波导,所述第二传输波导与所述第二光吸收层相连接,用于传输所述第二光吸收层输出的所述连续光。
13.在本技术的一些实施例中,所述光波导还包括第二光波导区,所述第二光波导区位于所述第一传输波导和所述第二传输波导之间,且所述第二光波导区与所述第一光波导区相连接。
14.在本技术的一些实施例中,所述第二光波导区沿所述第一传输波导指向所述第二
传输波导方向上的宽度不变。
15.在本技术的一些实施例中,所述电吸收调制器还包括:
16.光合束器,所述光合束器与所述第一传输波导、所述光波导和所述第二传输波导相连接,用于将所述第一传输波导、所述光波导和所述第二传输波导输出的所述连续光耦合后输出。
17.在本技术的一些实施例中,所述第一光吸收层的上表面高于所述第一传输波导的上表面;所述第二光吸收层的上表面高于所述第二传输波导的上表面。
18.在本技术的一些实施例中,所述电吸收调制器还包括:
19.所述第一掺杂类型的掺杂区上设有第一金属电极;
20.所述第一光吸收层和所述第二光吸收层的第二掺杂类型的掺杂区上均设有第二金属电极。
21.在本技术的一些实施例中,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层沿所述第一光波导区呈对称设置。
22.在本技术的一些实施例中,所述第一光吸收层的材料包括锗、硅锗合金和三五族材料;和/或
23.所述第二光吸收层的材料包括锗、硅锗合金和三五族材料。
24.在本技术的一些实施例中,所述光波导的延伸方向平行于所述硅层和所述第一光吸收层、所述第二光吸收层的接触平面,所述光波导与所述第一光吸收层之间的距离为150nm~800nm,所述光波导与所述第二光吸收层之间的距离为150nm~800nm。
25.在本技术的一些实施例中,所述光波导包括本征硅波导。
26.本技术实施例提供了一种电吸收调制器,所述电吸收调制器用于对连续光进行调制并输出调制后的光信号,所述电吸收调制器包括:硅层,所述硅层包括第一掺杂类型的掺杂区;与所述硅层接触的第一光吸收层和第二光吸收层,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层均包括第二掺杂类型的掺杂区;光波导,所述光波导包括位于所述第一光吸收层和所述第二光吸收层之间的第一光波导区,所述第一光波导区沿所述第一光吸收层指向所述第二光吸收层方向上的宽度沿所述连续光的传输方向增大;其中,所述光波导用于传输所述连续光,并将所述连续光分别耦合至所述第一光吸收层和所述第二光吸收层,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层用于对所述连续光进行调制。本技术实施例中光波导包括位于第一光吸收层和第二光吸收层之间的第一光波导区,且第一光波导区沿第一光吸收层指向第二光吸收层方向上的宽度沿连续光的传输方向增大,从而光波导中的连续光可以缓慢耦合至位于第一光波导区两侧的第一光吸收层和第二光吸收层,避免第一光吸收层和第二光吸收层内光能量密度过大,以实现大功率入射光功率下的光调制。
附图说明
27.图1为本技术实施例提供的电吸收调制器的俯视图;
28.图2为本技术实施例提供的电吸收调制器沿图1中虚线a-a方向的侧面剖视图;
29.图3为本技术实施例提供的电吸收调制器沿图1中虚线b-b方向的侧面剖视图;
30.图中包括:11-底层衬底;12-埋氧层;20-硅层;21-第一掺杂类型的掺杂区;31-第一光吸收层;32-第二光吸收层;33-第二掺杂类型的掺杂区;40-光波导;41-第一光波导区;
42-第二光波导区;51-第一传输波导;52-第二传输波导;60-光合束器;71-第一金属电极;72-第二金属电极;80-填充材料层。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施方式及附图,对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本技术的一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本技术保护的范围。
32.在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本技术发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。
33.在附图中,为了清楚,层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
34.应当明白,当元件或层被称为“在
……
上”、“与
……
相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在
……
上”、“与
……
直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本技术教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时,并不表明本技术必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
35.空间关系术语例如“在
……
下”、“在
……
下面”、“下面的”、“在
……
之下”、“在
……
之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在
……
下面”和“在
……
下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
36.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本技术的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
37.为了彻底理解本技术,将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构,以便阐释本技术的技术方案。本技术的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本技术还可以具有其他实施方式。
38.参考图1和图2,图1为本技术实施例提供的电吸收调制器的俯视图,图2为本技术实施例提供的电吸收调制器沿图1中虚线a-a方向的侧面剖视图。如图1和图2所示,本技术实施例提供的电吸收调制器(electro absorption modulator,eam),用于对连续光进行调制并输出调制后的光信号,电吸收调制器包括:
39.硅层20,硅层20包括第一掺杂类型的掺杂区21;
40.与硅层20接触的第一光吸收层31和第二光吸收层32,第一光吸收层31和第二光吸收层32均包括第二掺杂类型的掺杂区33;
41.光波导40,光波导40包括位于第一光吸收层31和第二光吸收层32之间的第一光波导区41,第一光波导区41沿第一光吸收层31指向第二光吸收层32方向上的宽度沿所述连续光的传输方向增大;
42.其中,光波导40用于传输所述连续光,并将所述连续光分别耦合至第一光吸收层31和第二光吸收层32,第一光吸收层31和第二光吸收层32用于对所述连续光进行调制。
43.需要说明的是,图1中未示意出第一掺杂类型的掺杂区和第二掺杂类型的掺杂区。
44.在本技术实施例中,所述电吸收调制器还包括:衬底,所述衬底可以为单质半导体材料衬底(例如为硅(si)衬底、锗(ge)衬底等)、复合半导体材料衬底(例如为锗硅(sige)衬底等),或绝缘体上硅(soi)衬底、绝缘体上锗(geoi)衬底等。
45.本技术实施例以所述衬底为soi衬底为例进行说明。如图1和图2所示,所述电吸收调制器还包括底层衬底11,底层衬底11例如为底层硅材料;在底层衬底11上具有埋氧层12,埋氧层12例如为二氧化硅材料;硅层20形成在埋氧层12上。第一光吸收层31和第二光吸收层32形成在硅层20上,光波导40中的第一光波导区41也形成在硅层20上,且第一光波导区41位于第一光吸收层31和第二光吸收层32之间;光波导40和第一光吸收层31、第二光吸收层32之间具有填充材料层80。
46.仍参考图1和图2,填充材料层80覆盖硅层20、光波导40、第一光吸收层31和第二光吸收层32,即,光波导40中的第一光波导区41设置在硅层20上,且设置在填充材料层80中,且光波导40中的第一光波导区41和第一光吸收层31、第二光吸收层32各间隔一定距离。这里,填充材料层可以为二氧化硅材料层,二氧化硅材料层用于支撑和固定光波导、第一光吸收层和第二光吸收层,且二氧化硅材料层具有较低的折射率,从而可以对光波导、第一光吸收层和第二光吸收层内传输的光进行光约束。
47.在本技术实施例中,所述光波导中的所述第一光波导区的宽度沿所述连续光的传输方向增大,即,所述第一光波导区为锥形波导区。换言之,第一光波导区与其两侧的第一光吸收层和第二光吸收层之间的距离沿连续光的传输方向减小。
48.在本技术实施例中,光波导包括位于第一光吸收层和第二光吸收层之间的第一光波导区,光波导用于接收所述连续光,并将第一光波导区将接收到的所述连续光分别耦合至第一光吸收层和第二光吸收层,且第一光波导区的宽度沿所述连续光的传输方向增大。如此光波导中的连续光可以缓慢耦合至位于第一光波导区两侧的第一光吸收层和第二光吸收层,使得第一光吸收层和第二光吸收层对于连续光的吸收更加均匀。这样即便入射光的功率增加,光波导也能将连续光缓慢地耦合至第一光吸收层和第二光吸收层,有效地避免第一光吸收层和第二光吸收层内光能量密度过大,第一光吸收层和第二光吸收层过早出现饱和的现象。因此,本技术实施例提供的电吸收调制器能够实现对高功率入射光的调制。
49.在本技术实施例中,可以使用没有掺杂的硅材料,即,本征硅材料,制作光波导。这里,本征硅光波导能够减小光吸收损耗,降低插损。
50.在本技术实施例中,本征硅光波导的浓度小于等于1
×
10
17
/cm3。
51.在本技术实施例中,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层沿所述第一光波导区呈对称设置。
52.这里,第一光吸收层和第二光吸收层沿连续光传输方向上的长度相同,第一光吸收层和第二光吸收层沿垂直于连续光传输方向上的宽度相同,且第一光吸收层和第二光吸收层沿垂直于底层衬底的方向上的厚度相同。也就是说,第一光吸收层和第二光吸收层的长度、宽度和厚度均相同。如此,第一光吸收层和第二光吸收层可以在同一工艺步骤中形成,能够简化在硅层上制作第一光吸收层和第二光吸收层的工艺,降低工艺难度。此外,第一光波导区和第一光吸收层、第二光吸收层之间的距离也相同。
53.在本技术实施例中,所述光波导的延伸方向平行于所述硅层和所述第一光吸收层、所述第二光吸收层的接触平面,所述光波导与所述第一光吸收层之间的距离为150nm~800nm,所述光波导与所述第二光吸收层之间的距离为150nm~800nm。
54.这里,光波导中的第一光波导区、第一光吸收层和第二光吸收层均形成于硅层上,即,第一光波导区、第一光吸收层和第二光吸收层的下表面均与硅层的上表面直接接触。光波导的延伸方向平行于硅层和第一光吸收层、第二光吸收层的接触平面,即,光波导的延伸方向平行于连续光的传输方向。光波导与第一光吸收层之间的距离,更具体而言,光波导中的第一光波导区与第一光吸收层沿第一光吸收层指向第二光吸收层方向上的距离为150nm~800nm。类似地,光波导中的第一光波导区与第二光吸收层沿第一光吸收层指向第二光吸收层方向上的距离也为150nm~800nm。这样设置光波导与第一光吸收层、第二光吸收层之间的距离,能够确保耦合进入第一光吸收层和第二光吸收层的光能量,从而保证了耦合效率。
55.在本技术实施例中,所述第一光吸收层的材料包括锗、硅锗合金和三五族材料;和/或所述第二光吸收层的材料包括锗、硅锗合金和三五族材料。
56.这里,三族元素包括硼(b)、铝(al)、镓(ga)、铟(in)和钛(ti);五族元素包括氮(n)、硼(p)、砷(as)、锑(sb)和铋(bi)。三五族材料可以例如为砷化镓(gaas)、磷化镓(gap)和磷化铟(inp)。
57.在本技术实施例中,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层可以为薄膜、量子阱结构或者量子点结构。
58.在本技术实施例中,所述第一光吸收层的掺杂浓度小于等于1
×
10
17
/cm3,所述第二光吸收层的掺杂浓度小于等于1
×
10
17
/cm3。
59.仍参考图1和图2,本技术实施例提供的电吸收调制器还包括:
60.第一传输波导51,第一传输波导51与第一光吸收层31相连接,用于传输第一光吸收层31输出的所述连续光;
61.第二传输波导52,第二传输波导52与第二光吸收层32相连接,用于传输第二光吸收层32输出的所述连续光。
62.这里,第一传输波导和第二传输波导设于埋氧层上,第一光吸收层和第二光吸收层设于硅层上,且硅层设于埋氧层上。如前所述,光波导中的第一光波导区用于接收连续
光,并将接收到的连续光分别耦合至第一光吸收层和第二光吸收层,第一光吸收层和第二光吸收层用于对连续光进行调制。
63.在本技术实施例中,可以使用没有掺杂的硅材料,即,本征硅材料,制作第一传输波导和第二传输波导。这里,本征硅材料制作的第一传输波导和第二传输波导的浓度小于等于1
×
10
17
/cm3。
64.在本技术实施例中,所述第一传输波导和所述第二传输波导沿所述第二光波导区对称设置。
65.这里,第一传输波导和第二传输波导沿连续光传输方向上的长度相同,第一传输波导和第二传输波导沿垂直于连续光传输方向上的宽度相同,且第一传输波导和第二传输波导沿垂直于底层衬底的方向上的厚度相同。也就是说,第一传输波导和第二传输波导的长度、宽度和厚度均相同。如此,第一传输波导和第二传输波导可以在同一工艺步骤中形成,能够简化在埋氧层上制作第一传输波导和第二传输波导的工艺,降低工艺难度。
66.仍参考图1和图2,光波导40还包括第二光波导区42,第二光波导区42位于埋氧层12上且第二光波导区42与第一光波导区41相连接,第二光波导区42位于第一传输波导51和第二传输波导52之间。另外,第二光波导区42沿第一传输波导51指向第二传输波导52方向上的宽度不变。
67.这里,第一光波导区和第二光波导区在沿连续光的传输方向上依次设置。如前所述,第一光波导区在第一光吸收层指向第二光吸收层方向上的宽度沿连续光的传输方向增大,而第二光波导区在第一传输波导指向第二传输波导方向上的宽度不变。因此,第一光波导区的最大宽度可以与第二光波导区的宽度相同。如前所述,光波导中的第一光波导区用于接收连续光,并将接收到的部分连续光分别耦合至第一光吸收层和第二光吸收层,其余连续光则经过光波导中的第二光波导区输出。
68.在本技术实施例中,所述第一光波导区和所述第二光波导区在垂直于所述底层衬底的方向上的厚度相同。
69.仍参考图1和图2,本技术实施例提供的电吸收调制器还包括:光合束器60,光合束器60与第一传输波导51、光波导40和第二传输波导52相连接,用于将第一传输波导51、光波导40和第二传输波导52输出的连续光耦合后输出。
70.这里,通过光合束器将第一传输波导、光波导和第二传输波导输出的连续光耦合后输出,更具体而言,通过光合束器将第一传输波导、第二光波导区和第二传输波导输出的连续光耦合后输出调制后的光信号,能够实现较低的耦合损耗,从而降低器件插入损耗。
71.参考图3,图3为本技术实施例提供的电吸收调制器沿图1中虚线b-b方向的侧面剖视图。如图3所示,第二光吸收层32的上表面高于第二传输波导52的上表面;类似地,第一光吸收层(图3中未示出)的上表面高于第一传输波导(图3中未示出)的上表面。
72.这里,第一光吸收层、第二光吸收层均设于硅层上,第一传输波导和第二传输波导均设于埋氧层上,且埋氧层设于硅层上。
73.在本技术实施例中,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层在垂直于所述硅层方向上的厚度可以与所述第一传输波导和所述第二传输波导在垂直于所述埋氧层方向上的厚度相同或者不同。
74.仍参考图1和图2,本技术实施例提供的电吸收调制器还包括:第一金属电极71和
第二金属电极72;第一金属电极71设于第一掺杂类型的掺杂区21上;第二金属电极72设于第一光吸收层31和第二光吸收层32的第二掺杂类型的掺杂区33上。第一金属电极71和第一掺杂类型的掺杂区21形成欧姆接触,第二金属电极72和第二掺杂类型的掺杂区33形成欧姆接触。
75.需要说明的是,图1中未示意出第一金属电极和第二金属电极。
76.这里,在硅层内形成间隔一定距离的第一掺杂类型的掺杂区,且第一金属电极与硅层通过第一掺杂类型的掺杂区电连接;分别在第一光吸收层和第二光吸收层上形成第二掺杂类型的掺杂区,且第二金属电极与第一光吸收层、第二光吸收层通过第二掺杂类型的掺杂区电连接。另外,第二金属电极通过第二掺杂类型的掺杂区将位于第一光波导区两侧的第一光吸收层和第二光吸收层连接,从而降低电吸收调制器的整体寄生电阻,有利于提高带宽。
77.这里,硅层上的第一掺杂类型的掺杂区在底层衬底上的投影大于第一金属电极在底层衬底上的投影。
78.尽管图2示出的电吸收调制器具有两个第一金属电极和一个第二金属电极,但是,本技术实施例对第一金属电极和第二金属电极的数量没有特殊限制。并且,本技术实施例对第一金属电极和第二金属电极的形状也没有特殊限制。
79.在一些实施例中,第一光吸收层上的第二掺杂类型的掺杂区33上可以设置一个第二金属电极,第二光吸收层上的第二掺杂类型的掺杂区33上也可以设置一个第二金属电极,第一光吸收层上的第二金属电极和第二光吸收层上的第二金属电极可以施加相同的电压。
80.在本技术实施例中,所述第一掺杂类型与所述第二掺杂类型不同。可以举例的是,所述第一掺杂类型可以为p型或n型,所述第一掺杂类型为p型时,则所述第二掺杂类型为n型,以形成pin结构的电吸收调制器;所述第一掺杂类型为n型时,所述第二掺杂类型为p型,以形成nip结构的电吸收调制器。
81.在本技术实施例中,所述第一掺杂类型的掺杂区内的掺杂浓度范围为1
×
10
20
/cm3~5
×
10
20
/cm3;所述第二掺杂类型的掺杂区内的掺杂浓度范围为1
×
10
20
/cm3~5
×
10
20
/cm3。
82.在本技术实施例中,所述硅层还可以为掺杂硅层。在第一掺杂类型为p型时,硅层可以为整体p型掺杂层,但第一掺杂类型的掺杂区的掺杂浓度大于硅层的整体掺杂浓度;在第一掺杂类型为n型时,硅层可以为整体n型掺杂硅层,但第一掺杂类型的掺杂区的掺杂浓度大于硅层的整体掺杂浓度。可以理解的是,由于采用本征硅材料制作光波导以传输连续光,避免了以掺杂的硅层作为波导的情况下对连续光传输造成的不利影响,从而有效地降低了连续光的传输损耗。可以举例的是,第一掺杂类型的掺杂区内的掺杂浓度范围为1
×
10
20
/cm3~5
×
10
20
/cm3;位于第一掺杂类型的掺杂区之间的硅层的掺杂浓度范围为1
×
10
17
/cm3~5
×
10
18
/cm3。
83.在本技术实施例中,对所述第一金属电极和所述第二金属电极施加反向偏置电压,通过调整电压值以实现“开”和“关”。
84.在本技术实施例中,通过在硅层上的第一金属电极和第一光吸收层和第二光吸收层上的第二金属电极之间施加外加电压以形成反向偏置,从而可以通过外加电压控制第一
光吸收层和第二光吸收层中的电场,实现对输入光的吸收系数变化,从而实现对输入光的调制。
85.在本技术的一个具体实施例中,当第一掺杂类型为p型,第二掺杂类型为n型时,从外部施加使得第一金属电极为负、第二金属电极为正,使得电吸收调制器被反向偏置,则第一光吸收层和第二光吸收层产生光吸收现象。从光波导中的第一光波导区入射的入射光,一部分入射光被第一光吸收层和第二光吸收层吸收;其余入射光则经过第二光波导区后输出。如果几乎全部的入射光通过光吸收现象而被第一光吸收层和第二光吸收层吸收,则入射光消失,即,没有光信号从电吸收调制器射出。电吸收调制器可以对入射光进行调制,并控制是否有光信号从电吸收调制器射出。并且,电吸收调制器的光吸收量根据在第一金属电极和第二金属电极之间施加的外部电压而在第一光吸收层和第二光吸收层施加的电压的值而不同。在向电吸收调制器施加了反向偏置的规定电压的情况下,入射光无法从电吸收调制器射出,即实现电吸收调制器“关”的情况;在未向电吸收调制器施加反向偏置的规定电压的情况下,入射光能够从电吸收调制器射出,即实现电吸收调制器“开”的情况。
86.此外,本技术实施例提供的电吸收调制器基于弗兰之-克尔德什效应(franz-keldysh effect)或者量子约束斯塔克效应(quantum-confined stark effect,qcse)实现调制,具有亚皮秒量级的光吸收响应。上述电吸收调制器理论上具有大于100ghz的带宽响应,且器件尺寸较小。
87.下面将对本技术实施例提供的电吸收调制器的制备方法进行详细的说明。
88.首先,提供衬底。本技术实施例以所述衬底为soi衬底为例进行说明。所述衬底包括底层衬底、位于底层衬底上的埋氧层以及位于埋氧层上的顶层硅。
89.然后,对所述顶层硅进行刻蚀,以形成硅层;还可以使用离子注入工艺对所述硅层进行掺杂,以形成第一掺杂类型的掺杂区。
90.在本技术实施例中,可以使用离子注入工艺对硅层进行掺杂。例如,在硅层内形成间隔一定距离的两个p++掺杂区,在两个p++掺杂区之间形成p型掺杂硅层。
91.接下来,在所述硅层和所述埋氧层上形成多晶硅层,对所述硅层上的所述多晶硅层进行刻蚀,以形成第一光波导区,对所述埋氧层上的所述多晶硅层进行刻蚀,以形成第二光波导区、第一传输波导和第二传输波导。
92.这里,第一光波导区的下表面和硅层的上表面直接接触;第二光波导区、第一传输波导和第二传输波导的下表面和埋氧层的上表面直接接触。
93.在本技术实施例中,所述多晶硅层可以使用包括但不限于物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积或者其任何组合而形成。
94.接下来,在所述硅层上形成光吸收材料层,对所述光吸收材料层进行刻蚀,以形成分别位于所述第一光波导区两侧的第一光吸收层和第二光吸收层。
95.这里,第一光吸收层和第二光吸收层的下表面和硅层的上表面直接接触。
96.在本技术实施例中,所述光吸收材料层可以使用包括但不限于物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积或者其任何组合而形成。
97.接下来,可以使用离子注入工艺对所述第一光吸收层和所述第二光吸收层的上表面进行掺杂,以形成第二掺杂类型的掺杂区。
98.接下来,形成覆盖光波导、第一光吸收层和第二光吸收层的填充材料层,在预设位
置对所述填充材料层进行刻蚀,以形成暴露第一掺杂类型的掺杂区和第二掺杂类型的掺杂区的通孔,向所述通孔内填充导电材料,以形成第一金属电极和第二金属电极。
99.本技术实施例中,可以沉积形成一定厚度的二氧化硅材料,并进行平坦化处理,以形成填充材料层。
100.如上所述,完成对本技术实施例提供的电吸收调制器的制备过程。需要说明的是,各实施例所记载的技术方案中各技术特征之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
101.本技术实施例提供了一种电吸收调制器,所述电吸收调制器用于对连续光进行调制并输出调制后的光信号,所述电吸收调制器包括:硅层,所述硅层包括第一掺杂类型的掺杂区;与所述硅层接触的第一光吸收层和第二光吸收层,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层均包括第二掺杂类型的掺杂区;光波导,所述光波导包括位于所述第一光吸收层和所述第二光吸收层之间的第一光波导区,所述第一光波导区沿所述第一光吸收层指向所述第二光吸收层方向上的宽度沿所述连续光的传输方向增大;其中,所述光波导用于传输所述连续光,并将所述连续光分别耦合至所述第一光吸收层和所述第二光吸收层,所述第一光吸收层和所述第二光吸收层用于对所述连续光进行调制。本技术实施例中光波导包括位于第一光吸收层和第二光吸收层之间的第一光波导区,且第一光波导区沿第一光吸收层指向第二光吸收层方向上的宽度沿连续光的传输方向增大,从而光波导中的连续光可以缓慢耦合至位于第一光波导区两侧的第一光吸收层和第二光吸收层,避免第一光吸收层和第二光吸收层内光能量密度过大,以实现大功率入射光功率下的光调制。
102.应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解,在本技术的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。上述本技术实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
103.以上所述仅为本技术的优选实施方式,并非因此限制本技术的专利范围,凡是在本技术的发明构思下,利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的专利保护范围内。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1