[发明专利]一种新型硅基电光调制器及其制备工艺

说明书

一种新型硅基电光调制器及其制备工艺，涉及电光调制器领域。制备工艺包括在基底蚀刻形成硅波导区和slab区，硅波导区的两侧均设置有slab区，两侧的slab区均与硅波导区相连；对slab区进行氧原子注入并退火。这使新型硅基电光调制器通过在硅结构中引入梯度应力而打破了中心反演对称结构对硅基电光调制器的功能限制，大大提高了硅基调制器的调制效率，有效减小了器件的尺寸、提高了带宽、降低了插损。

技术领域

本发明涉及电光调制器领域，具体而言，涉及一种新型硅基电光调制器及其制备工艺。

背景技术

硅(Si)材料作为微电子领域的传统材料，在加工工艺和制作成本上有着其他材料无可比拟的优势。硅基光电子器件具有易于集成、工艺成本低等优点，近些年来引起研究人员的广泛关注。

然而尽管面向光通信和光互连的硅基光电子技术已经得到良好的发展，然而由于硅材料自身特性的限制，硅基光电子技术在一些方面仍然存在一定的不足。

作为硅基光电集成技术中的重要的代表元件之一的电光调制器，它的作用就是把电信号加到光载波上，将电信号转变为光信号。硅基电光调制器经过十几年的发展，在结构上不断优化，性能进一步提高，部分指标已经达到了商用三五族探测器的水平。

由于硅单晶为中心反演对称结构，因此不具有一阶电光效应(泡克尔斯效应)，而二阶电光效应(克尔效应)非常微弱。因此，目前硅基电光调制器主要采用等离子色散效应。然而等离子色散效应仍然非常微弱，导致目前采用的硅基电光调制器调制效率很低，器件尺寸很大。此外载流子对光信号有较大的吸收，也是插损比较大的一个重要原因。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种新型硅基电光调制器的制备工艺，其通过在硅结构中引入梯度应力而打破了中心反演对称结构对硅基电光调制器的功能限制，大大提高了硅基调制器的调制效率，有效减小了器件的尺寸、提高了带宽、降低了插损。

本发明的第二个目的在于提供一种新型硅基电光调制器，其通过在硅结构中引入梯度应力而打破了中心反演对称结构对硅基电光调制器的功能限制，大大提高了硅基调制器的调制效率，有效减小了器件的尺寸、提高了带宽、降低了插损。

本发明的实施例是这样实现的：

一种新型硅基电光调制器的制备工艺，其包括：

在基底蚀刻形成硅波导区和slab区，硅波导区的两侧均设置有slab区，两侧的slab区均与硅波导区相连。

对slab区进行氧原子注入并退火。

进一步地，slab区的厚度大于或等于硅波导区的厚度的二分之一。

进一步地，slab区的厚度和硅波导区的厚度均为220nm。

进一步地，基底为SOI基底。

进一步地，在基底蚀刻形成硅波导区和slab区时，在SOI基底的顶层硅进行。

进一步地，新型硅基电光调制器的制备工艺还包括：设置第一电极和第二电极。第一电极和第二电极均设于基底，第一电极连接于一侧slab区远离硅波导区的一侧，第二电极连接于另一侧slab区远离硅波导区的一侧。

进一步地，第一电极和第二电极均设于基底固定连接。

进一步地，位于硅波导区的两侧的slab区的宽度相同。

进一步地，位于硅波导区的两侧的slab区的宽度均大于硅波导区的宽度。

一种新型硅基电光调制器，其根据上述的新型硅基电光调制器的制备工艺制备得到。

本发明实施例的有益效果是：