[发明专利]电吸收调制器

说明书

一种光电子设备，包括：绝缘体上硅（SOI）衬底，衬底包括：硅支撑层；在硅支撑层的顶部上的掩埋氧化物（BOX）层；以及在BOX层的顶部上的硅设备层；波导区，其中硅设备层的一部分和BOX层的在该设备层的该部分下方的一部分已经被去除，BOX层的该部分已经用在硅的顶部上的结晶氧化物的层和硅层替代；以及波导结构，其直接位于结晶氧化物层的顶部上，波导结构包括P掺杂区和N掺杂区，P掺杂区和N掺杂区中间具有本征区，从而产生PIN结，跨PIN结能够施加偏压以产生调制区。

技术领域

本发明涉及电吸收调制器，尤其涉及供在绝缘体上硅平台上使用的电吸收调制器。

背景技术

随着硅光子学领域的发展，不仅在诸如电吸收调制器的光电子设备的功能方面，而且在以其可以制造此类设备的容易性和可靠性方面，存在对改进的增加的欲望。

SiGeSn是已知的材料，并且可以集成在SOI平台上来制造在O-波段（1260-1360 nm的波长）中起作用的EAM。通常，Ge缓冲区用于使SiGeSn材料能够在硅衬底上生长，因为SiGeSn不能直接外延生长到硅衬底上。

已知可以在硅上生长结晶氧化物层。例如，Gottlob等人在Solid-StateElectronics 50 （2006） 979-985公开了通过改良的外延工艺在（001）取向的硅上生长的Gd₂O₃。在Si（111）上生长的结晶REO多层结构的示例在ECS期刊Solid State Science andTechnology，1（5） P246-P249 （2012）中示出。Osten等人在phys. stat. sol.（a） 205,No. 4, 695-707（2008）描述了结晶REO在硅结构中的使用。结晶氧化物可以包括Er₂O₃、Gd₂O₃和其它稀土氧化物材料，以及SrTiO₃（STO）、BaTiO₃（BTO）、La₂O₃（LAO）和具有通用化学式ABO₃或A₂BO₄的其它钙钛矿氧化物材料。

发明内容

因此，在第一方面，本发明的一些实施例旨在通过根据第一方面提供一种电吸收调制器（EAM）来解决上面的问题，该EAM包括：

绝缘体上硅（SOI）衬底，该衬底包括：

硅支撑层；

在硅支撑层的顶部上的掩埋氧化物（BOX）层；以及

在BOX层的顶部上的硅设备层；

波导区，其中硅设备层的一部分和BOX层的在该设备层的该部分下方的一部分已经被去除，BOX层的该部分已经用在硅的顶部上的结晶氧化物的层和硅层替代；以及

波导结构，该波导结构直接位于结晶氧化物层的顶部上，波导结构包括P掺杂区和N掺杂区，P掺杂区和N掺杂区中间具有本征区，从而产生PIN结，跨PIN结能够施加偏压以产生调制区。

再生长的硅外延层的目的是使生长的结晶氧化物层能够保持薄（即，比原始BOX层更薄），但是仍然与相邻BOX层的顶部处于齐平状态。

以这种方式，提供了具有减小的光学损耗的EAM，因为结晶氧化物层提供了避免使用Ge缓冲层并且因此避免引起相关联的光学损耗的方法。如以下所述，以与现有EAM制造工艺兼容的方式来制造EAM也相对方便。