[发明专利]硅基电光调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基电光调制器，其特征在于，包括：

SOI晶圆，所述SOI晶圆为多层结构，自下而上依次为硅衬底、第一二氧化硅埋层、顶部硅层；

第二二氧化硅埋层，埋设于所述顶部硅层中，将所述顶部硅层分割为上下两层，上层为第一硅层，下层为波导层，其中，

所述第二二氧化硅埋层一部分向上凸起，使得下方波导层形成脊形结构，所述脊形结构的向上凸起部分为硅波导，

所述第二二氧化硅埋层内部存在压应力，向外挤压所述第一硅层及波导层；

GSG单驱动共面波导行波电极，设置于所述第一硅层上，使得所述GSG单驱动共面波导行波电极施加的电场可以到达所述硅波导。

2.一种硅基电光调制器制备方法，其特征在于，包括：

选择SOI晶圆，所述SOI晶圆为多层结构，自下而上依次为硅衬底、第一二氧化硅埋层、顶部硅层；

在所述顶部硅层中制备第二二氧化硅埋层，将所述顶部硅层分割为上下两层，上层为第一硅层，下层为波导层，其中，

所述第二二氧化硅埋层一部分向上凸起，使得下方波导层形成脊形结构，所述脊形结构的向上凸起部分为硅波导，

所述第二二氧化硅埋层内部存在压应力，向外挤压所述第一硅层及波导层；

在所述第一硅层上设置GSG单驱动共面波导行波电极，使得所述GSG单驱动共面波导行波电极施加的电场可以到达所述硅波导。

3.根据权利要求2所述的硅基电光调制器制备方法，其特征在于，所述制备第二二氧化硅埋层包括：

在所述顶部硅层上表面进行热氧化反应，使得所述顶部硅层上部形成第一二氧化硅层；

将掩膜版图案转移至所述第一二氧化硅层，按照所述掩膜版图案刻蚀所述第一二氧化硅层，得到二氧化硅波导；

在所述二氧化硅波导及因刻蚀暴露出的顶部硅层表面沉积二氧化硅，形成厚度一定的第二二氧化硅层；

自上向下将氧离子透过所述第二二氧化硅层及所述二氧化硅波导注入到所述顶部硅层中，形成富氧离子层，其中，所述富氧离子层在所述二氧化硅波导下方的部分向上凸起；

高温退火使得所述富氧离子层中的氧离子与所述富氧离子层中的硅原子发生反应，生成第二二氧化硅埋层。

4.根据权利要求3所述的硅基电光调制器制备方法，其特征在于，所述高温退火之前，包括：

刻蚀所述第二二氧化硅层及所述二氧化硅波导，以使暴露出所述顶部硅层；

在所述顶部硅层上沉积高密度二氧化硅保护层，以防止所述顶部硅层被氧化。

5.根据权利要求4所述的硅基电光调制器制备方法，其特征在于，所述高温退火之后，刻蚀所述高密度二氧化硅保护层，以使暴露出第一硅层。

6.根据权利要求2所述的硅基电光调制器制备方法，其特征在于，所述顶部硅层厚度为600nm。

7.根据权利要求3所述的硅基电光调制器制备方法，其特征在于，所述第一二氧化硅层厚度为100nm。

8.根据权利要求3所述的硅基电光调制器制备方法，其特征在于，所述第二二氧化硅层厚度为50nm。

9.根据权利要求3所述的硅基电光调制器制备方法，其特征在于，所述氧离子注入总剂量范围为2×10¹⁷～7×10¹⁷/cm²，所述氧离子注入能量范围为150-200KeV。

10.根据权利要求3所述的硅基电光调制器制备方法，其特征在于，所述高温退火温度为1200℃，时间为2～3小时。