[发明专利]光波导集成器件

说明书

公开了一种光波导集成器件，所述光波导集成器件可以包括：衬底；第一隔离层，位于衬底上；光波导构件，至少部分地嵌入第一隔离层中并与衬底分隔开；过渡层，设置在第一隔离层和光波导构件上；以及光调制层，设置在过渡层上并且与光波导构件的顶表面叠置。过渡层的位于光调制层与第一隔离层之间的部分和过渡层的位于光调制层与光波导构件之间的部分可以具有不同的成分。

技术领域

本发明涉及一种光波导集成器件，更具体地，涉及一种能够易于制造的光波导集成器件。

背景技术

诸如相位调制器件和强度调制器件等的电光调制器件通常可以用于光学系统中。基于诸如铌酸锂和钽酸锂等电光晶体的电光效应，电光调制器件可以对光信号的相位、幅度、强度或偏振状态等特性进行调制，进而将信息加载到光波上。具体地，当将电压施加到上述电光晶体上时，电光晶体的折射率可以根据施加的电场而变化，这使得通过该电光晶体的光波的特性(例如，相位、幅度、强度或偏振状态等)发生变化，从而实现对光信号的调制。因此，电光调制器可以广泛应用于光通信、高功率激光合成、激光雷达、精密测量、传感器等领域中。例如，铌酸锂相位调制器件可以基于电光效应来对光波的相位进行调制，并且具有响应速度快、调制带宽大、易于集成等优点。

在传统的电光调制器中，诸如铌酸锂的电光晶体一般用于形成光波导。然而，由于诸如铌酸锂的电光晶体难于刻蚀且传统的刻蚀工艺会使诸如铌酸锂的电光晶体的表面变得很粗糙，这会增大电光调制器件的光损耗。因此，为了获得平整的蚀刻表面以降低光损耗，通常需要采用特殊的蚀刻技术，这是制作波导结构的关键步骤，并且成为了限制包括诸如铌酸锂的电光晶体的电光调制器的工业化生产的重要因素。

此外，在传统电光器件中，在衬底与光波导层之间会设置一层氧化硅隔离层，以将衬底与光波导层分隔开，进而避免光波导层中传输的光泄露到衬底中。然而，在这种结构中，当在波导层中同时传输不同入射角的光(即，传输不同模式的光)时，入射角小的光易于从折射率大的光波导层进入氧化硅隔离层中，进而导致光传输损耗增加。为了解决该问题，通常利用增加隔离层的厚度来改善光传输损耗，但是过厚的隔离层会造成晶圆翘曲过大且容易导致薄膜脱落，进而影响后续的器件加工工艺。

发明内容

技术问题

本公开的一个目的在于提供一种光波导集成器件。

本公开的目的在于提供一种易于制造的光波导集成器件。

本公开的目的在于提供一种光波导集成器件，以解决诸如铌酸锂的电光晶体难于加工的问题，进而可以实现包括诸如铌酸锂的电光晶体的电光调制器的工业化生产。

技术方案

根据本公开的实施例的光波导集成器件可以包括：衬底；第一隔离层，位于衬底上；光波导构件，至少部分地嵌入第一隔离层中并与衬底分隔开；过渡层，设置在第一隔离层和光波导构件上；以及光调制层，设置在过渡层上并且与光波导构件的顶表面叠置。过渡层的位于光调制层与第一隔离层之间的部分和过渡层的位于光调制层与光波导构件之间的部分可以具有不同的成分。

在根据本公开的实施例中，光波导集成器件还可以包括设置在衬底与第一隔离层之间的附加隔离层。附加隔离层可以包括具有不同折射率且彼此交替堆叠的多个子隔离层。

在根据本公开的实施例中，光波导集成器件还可以包括：有源层，设置在衬底与光波导构件之间；以及第二隔离层，设置在衬底与有源层之间。有源层的一个端部与光波导构件的一个端部彼此叠置。

在根据本公开的实施例中，当在平面图中观看时，有源层的所述一个端部可以在朝向光波导构件的方向上具有逐渐减小的宽度。

在根据本公开的实施例中，有源层可以包括GaAs、InP、AlAs、AlGaAs、AlGaAsP、GaAsP和InGaAsP中的至少一种。

在根据本公开的实施例中，第二隔离层可以包括具有不同折射率且彼此交替堆叠的多个子隔离层。