[发明专利]电光调制器

说明书

技术领域

本发明涉及电光调制器。

本发明的背景

众所周知，可在凸脊波导结构周围形成p-i-n器件。大体情况如图1所示，其中凸脊10由两边的平板区域12、14环绕，从而一起形成一个单模凸脊波导。用氧化层16保护该器件，其中开口18、20形成在凸脊10的两侧。在这些区域掺杂以形成局部p和n区域，由此制成穿过波导的p-i-n二极管。它可用于控制波导内的电荷载流子浓度，从而控制其折射率。因而可用于调制通过该波导的光束。另外，n-i-n或p-i-p结构将充分导电以便根据其温度依赖性控制折射率来提供一热相调制器。

如图所示，该器件是一绝缘体上硅片结构，其中有源元件形成在支承硅基片24上的绝缘氧化层22上。

对本结构中的掺杂剂进行控制使其保留在波导两侧的基片区中，从而使得单模光束不会到达掺杂区。这是因为掺杂剂元素易于形成光束的吸收点，从而导致了信号损失和局部加热。

掺杂剂以众所周知的方式添加到这一结构中，其中硅的表面暴露在含有掺杂剂的气体中。不准备被掺杂的区域由SiO₂保护层覆盖。然后，掺杂剂根据扩散方程穿过该硅层，该方程规定对于表面上的掺杂剂的恒定浓度，硅层内的掺杂剂浓度会随距离指数减小，但是，随着时间的进行，这种随距离减小的速率将降低。实际上，这意味着任何一点的浓度将随时间而增加。

由于以上的原因，制造如图1所示的结构的难点在于掺杂剂的分布不好控制。倾向于采用如图1所示的形状26，其中保护SiO₂层的开口的边缘上发生侧向的扩散。形成的该形状意味着电流密度和电流路径将在光模式的垂直范围发生变化。理想的是，控制电流密度以最大化电流和光模式之间的重叠。

可以热处理一掺杂区域以使掺杂剂进入基片。例如如此可能产生的较深的掺杂剂分布本身也是优选的。但是，这一过程也会使掺杂剂水平地扩散，之后使得掺杂剂区域需要更宽地与波导分离。这反过来是不利的。较宽的掺杂剂区域同样也可能导致不太优选的电流密度分布。

本发明的公开

本发明的目的是提供一种电光器件，在这种器件中掺杂剂分布允许在使用过程中建立更合适的电流密度分布。

在其第一方面，本发明提供一电光器件，它包括由含有掺杂剂的平板基片在两侧环绕的凸脊波导，因此形成一穿过波导的导电路径，掺杂剂区域至少两侧被限制层限定，该限制层的材料与平板基片的材料不同。

在其第二方面，本发明提供一电光器件，它包括由含有掺杂剂的平板基片在两侧环绕的凸脊波导，从而形成一穿过波导的导电路径，在基片的垂直方向，掺杂剂基本上均匀地分布。

在第三方面，本发明提供一电光器件，它包括由含有掺杂剂的平板基片在两侧环绕的凸脊波导，从而形成一穿过波导的导电路径，掺杂剂沿基本上水平方向扩散到基片中。

在第四方面，本发明提供一电光器件，它包括由含有掺杂剂的平板基片在两侧环绕的凸脊波导，从而形成一穿过波导的导电路径，掺杂剂从形成在基片材料中的蚀刻区域的一个侧面扩散进基片中。

本发明还涉及到一种制作电光器件的方法，该方法包括如下步骤：在基片表面形成凸脊波导、在波导的至少一侧蚀刻基片区域并且在已蚀刻的区域的一侧表面施加掺杂剂，从而沿基本上水平的方向将掺杂剂导入基片中。

可以用各向异性的湿蚀刻剂进一步蚀刻该已蚀刻的基片区域。这将给蚀刻区域留下一内部分离侧，其分布可以转变成掺杂剂分布。这可用于设计导电区域，例如，以提供一与模式分布的峰值光密度共同入射的峰值电流密度。

通过以下的描述和所附权利要求书，本发明的其它的优选特征会变得更加明显。

附图的简要说明

现在将通过结合实例并参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1是已知电光器件的剖面图；

图2是根据本发明的第一实施例的电光器件的剖面图；且

图3是根据本发明的第二实施例的电光器件的剖面图。

实施本发明的最好方式

需要说明的是，为了便于描述，本说明书中所用术语“横向的”、“垂直的”、“侧面的”和“顶面的”等指的是相对于附图中所示器件方位的方向。但是，该术语不可理解为限制权利要求发明的范围，其可在实际中应用于任何方位。

已对图1进行了详细的描述，因此这里不再作更多的描述。