[发明专利]一种含隔离槽的电光开关或含隔离槽的光衰减器及它们的形成方法

说明书

本发明涉及一种含隔离槽的电光开关或含隔离槽的光衰减器，其包括SOI衬底和MZI结构，与第一波导臂相距第一距离且分别设置在第一波导臂左侧和右侧的第一和第二隔离槽；与第二波导臂相距第二距离且分别设置在第二波导臂左侧和右侧的第三和第四隔离槽；其中第二与第三隔离槽完全重叠；其中第一距离等于第二距离；以及其中所述第一、第二、第三和第四隔离槽至少延伸到顶硅层与氧化物层接触的界面处。本发明还提供形成上述含隔离槽的电光开关或含隔离槽的光衰减器的方法。本发明的有益效果在于提高器件整体消光比且降低器件整体偏振相关损耗。

技术领域

本发明涉及光电集成器件技术领域。具体来说，本发明涉及一种具有高消光比和低偏振相关性的含隔离槽的电光开关或含隔离槽的光衰减器及它们的形成方法。

背景技术

采用马赫-泽恩德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,简称MZI)结构构成的光波导开关是一种常见的技术。MZI结构通常包括并行且高度相同的两条波导臂。通过对MZI结构的其中一条波导臂即第一波导臂进行相位调制，使两条波导臂产生相位差，从而实现电光开关或光衰减的功能。

在传统的MZI型电光开关或光衰减器结构中，因为制造工艺涉及高温过程，会在波导臂中引入应力。此外，在电光开关或光衰减器通电工作中，通电的波导臂会发热，由此引入应力。在这些因素的综合作用下，MZI结构的两条波导臂处于不同的应力环境下，进而增加了MZI型电光开关或光衰减器整体上的偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss,简称PDL)。

为此，本领域迫切需要开发一种具有高消光比和低偏振相关性的电光开关或光衰减器及其形成方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含隔离槽的电光开关或含隔离槽的光衰减器，从而解决上述现有技术中存在的技术问题。本发明通过在MZI型电光开关或光衰减器的有源区位置，分别在两条波导臂的两侧，距离相同位置增加隔离槽，从而保证两条波导臂所处环境相同，有效缓冲应力对波导臂的影响，并最终提高器件整体的消光比以及降低器件整体的偏振相关损耗。

本发明的目的还在于提供一种形成含隔离槽的电光开关或含隔离槽的光衰减器的方法。

为了实现上述目的，本发明提供下述技术方案。

在第一方面中，本发明提供一种含隔离槽的电光开关或含隔离槽的光衰减器，其可包括：SOI衬底，所述SOI衬底从上到下依次包括顶硅层、氧化物层和体硅层；在所述SOI衬底上形成的MZI结构，所述MZI结构包括并行且高度相同的第一波导臂和第二波导臂；与第一波导臂相距第一距离且分别设置在第一波导臂左侧和右侧的第一隔离槽和第二隔离槽；与第二波导臂相距第二距离且分别设置在第二波导臂左侧和右侧的第三隔离槽和第四隔离槽；其中第二隔离槽与第三隔离槽完全重叠；其中第一距离等于第二距离；以及其中所述第一隔离槽、第二隔离槽、第三隔离槽和第四隔离槽至少延伸到顶硅层与氧化物层接触的界面处。

在第一方面的一种实施方式中，所述含隔离槽的电光开关或含隔离槽的光衰减器还可包括设置在SOI衬底上且分别与第一隔离槽、第二隔离槽、第三隔离槽和第四隔离槽位置相同的第一非波导结构、第二非波导结构、第三非波导结构和第四非波导结构，其中各隔离槽将对应的非波导结构分离成左右对称的两部分。

在第一方面的另一种实施方式中，所述非波导结构的高度可与所述第一波导臂或第二波导臂的高度相同。

在第一方面的另一种实施方式中，所述非波导结构的高度可与所述第一波导臂或第二波导臂的高度不同。

在第一方面的另一种实施方式中，所述非波导结构可由硅材料制成。

在第一方面的另一种实施方式中，所述SOI衬底的氧化物层可为二氧化硅层。

在第一方面的另一种实施方式中，所述第一隔离槽、第二隔离槽、第三隔离槽和第四隔离槽没有进行填充。