[发明专利]微环调制器

说明书

本发明实施例提供的微环调制器，包括：衬底层；位于所述衬底层上的平板波导层；并列设置在所述平板波导层中的耦合波导及微环谐振结构，所述微环谐振结构包括沿所述衬底层厚度方向依次层叠设置的第一掺杂结构和第二掺杂结构，所述第一掺杂结构与所述第二掺杂结构的掺杂类型相反；以及与所述微环谐振结构电连接的电极。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种微环调制器。

背景技术

借鉴于大规模集成电路的发展路线，国内外正在开展研究将有源器件(例如调制器、探测器等)和光波导器件(例如分光器/稠合器等)集成到一个衬底上，以实现具有类似大规模集成电路的优点的光子集成芯片。光子集成芯片具有低成本、小尺寸、低功耗、灵活扩展和高可靠性等特点。在光纤通信过程中，光的强度可以通过电光调制器进行控制，因此，电光调制器在光纤通信系统中占据了重要地位。同时，电光调制器也是光子集成芯片解决方案中的重要光电器件之一。

近年来，硅基电光调制器是电光调制器中重要的研究方向，在光通信领域中的光交叉连接(Optical Cross-connect，OXC)和光的差分复用(Optical Add-DropMultiplexer，OADM)等有着至关重要的作用。硅基电光调制器主要有两种，一种是电致折射率电光调制器，通过干涉仪或谐振装置实现相位到强度的变化，最终实现光信号的调制；另一种是电致吸收电光调制器，通过外加电场改变折射率的虚部，从而直接改变电光调制器中光波的强度变化，最终实现光信号的调制。

目前，己经有多种基于硅基的电光调制器被成功设计与制造出来，各项技术指标逐步提高，但综合性能相比于成熟的铌酸锂电光调制器还有一定差距，尚不能满足光互连和光通信的未来发展要求。具体地，由于硅材料本身的光电效应相对于其他材料非常弱，因而外加电场的变化使得硅材料折射率的改变比较小，为克服这一缺点需要增大电光调制器的尺寸才能实现较好的调制效果。为了实现小尺寸的集成，科研工作者研究了许多新颖的结构，其中微环调制器是效果较为明显的结构。相关技术中，需要减小微环调制器的尺寸的同时进一步提高减小微环调制器的调制效率，进而提高光子集成芯片的集成度，降低制备成本。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种微环调制器。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

所述微环调制器，包括：

衬底层；

位于所述衬底层上的平板波导层；

并列设置在所述平板波导层中的耦合波导及微环谐振结构，所述微环谐振结构包括沿所述衬底层厚度方向依次层叠设置的第一掺杂结构和第二掺杂结构，所述第一掺杂结构与所述第二掺杂结构的掺杂类型相反；以及

与所述微环谐振结构电连接的电极。

上述方案中，所述第一掺杂结构包括第一掺杂区和与所述第一掺杂区掺杂类型相同且包围所述第一掺杂区的第二掺杂区；所述第二掺杂结构包括第三掺杂区和与所述第三掺杂区掺杂类型相同且包围所述第三掺杂区的第四掺杂区；其中，所述第一掺杂结构和所述第二掺杂结构通过所述第二掺杂区与所述第四掺杂区物理连接；所述第一掺杂区与所述第三掺杂区无物理接触；

所述耦合波导的顶面与至少部分所述第二掺杂区的顶面均高于所述平板波导层的顶面。

上述方案中，所述第一掺杂区、第二掺杂区包括P型掺杂，所述第三掺杂区、第四掺杂区包括N型掺杂。

上述方案中，所述耦合波导的顶面与所述第二掺杂区的顶面齐平。

上述方案中，所述电极包括第一电极、第二电极；其中，所述第一电极位于所述第一掺杂区中，所述第二电极位于所述第三掺杂区中。