[发明专利]基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器及制作方法

权利要求书

1.一种基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述光调制器包括：依次设置的衬底(101)、隔离层(102)和光调制结构(100)；

所述隔离层(102)的材料为氧化硅；

所述光调制结构(100)包括脊型波导(103)、石墨烯-介质层-石墨烯夹层结构和电极结构；

所述脊型波导(103)的材料为氮化硅；

所述脊型波导(103)包括基部(104)和脊部(105)；

所述基部(104)宽度大于脊部(105)；

所述石墨烯-介质层-石墨烯夹层结构包括上层石墨烯层(106)、下层石墨烯层(107)及位于所述上层石墨烯层(106)和所述下层石墨烯层(107)之间的介质层(108)；

所述介质层(108)为绝缘材料；

所述上层石墨烯层(106)和下层石墨烯层(107)分别在所述脊型波导基部(104)的两侧具有预先设定的延伸长度；

所述电极结构包括位于脊型波导基部(104)两侧的第一金属层(109)，且所述脊型波导基部(104)一侧的第一金属层(109)位于上层石墨烯层之上，并与上层石墨烯层接触；

所述脊型波导基部(104)另一侧的第一金属层(109)位于下层石墨烯层之上，并与下层石墨烯层接触。

2.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述衬底(101)为半导体材料或半导体集成电路芯片。

3.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述电极结构还包括位于所述第一金属层(109)之上的第二金属层(110)。

4.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述第一金属层(109)的材料为钛、镍、钴和钯中的一种。

5.根据权利要求3所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述第二金属层(110)的材料为金、银、铂、铜和铝中的一种。

6.制作如权利要求1-5中任一所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器的方法，其特征在于，包括步骤：

S1、在衬底(101)上沉积氧化硅材料形成隔离层(102)；

S2、在所述隔离层(102)上沉积氮化硅材料，图形化形成脊型波导基部(104)；

S3、在所述脊型波导基部(104)上覆盖石墨烯，图形化形成下层石墨烯层(107)；

S4、在所述下层石墨烯层(107)上覆盖介质层(108)；

S5、在所述介质层(108)上覆盖石墨烯，图形化形成上层石墨烯层(106)；

S6、沉积氮化硅材料，图形化形成脊型波导脊部(105)；

S7、图形化介质层(108)；

S8、沉积金属材料，图形化形成电极结构。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：

对隔离层(102)的表面平整化处理。

8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：在所述脊型波导基部(104)上采用转移方式覆盖石墨烯，图形化形成下层石墨烯层(107)。

9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

在所述介质层(108)上采用转移方式覆盖石墨烯，图形化形成上层石墨烯层(106)。

10.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

在所述下层石墨烯层(107)上采用沉积或溅射的方式形成介质层(108)。