一种提高硅基电光调谐器件的效率和带宽的掺杂结构制造技术

本发明专利技术公开了一种提高硅基电光调谐器件的效率和带宽的掺杂结构，包括：P+型掺杂区域设置在一侧外脊区靠边缘部分，并与其上方金属进行欧姆接触；P型掺杂区域设置在与P+型掺杂区域相接的外脊区，并延至内脊区上；N+型掺杂区域设置另一侧外脊区靠边缘部分，并与其上方金属进行欧姆接触；N型掺杂区域设置在与N+型掺杂区域相接的外脊区，并延至内脊区上与P型掺杂区域插指互补；准I型掺杂区域设置在P型掺杂区域和N型掺杂区域间，与P型掺杂区域和N型掺杂区域形成准PIN结，本发明专利技术在硅基电光调谐器件的调制器速率、效率和插损方面得到了综合提升，同时降低了成本和离子注入工艺中对掩膜对准精度的要求，有利于器件的大规模制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信领域的硅基电光调制器，具体涉及一种提高硅基电光调谐器件的效率和带宽的掺杂结构。
技术介绍
在光通信系统中，可调谐硅基光波导是光关键部件，可以用在光调制器、光开关、路由器、可调光衰减器以及波长可调谐滤波器和激光器等有源光核心器件中。其中，可调谐硅基光波导的高速光调制功能通常基于高速硅基电光效应。纯净非应变的硅单晶是一种中心反演对称的晶体，所以该硅单晶不存在线性电光效应(Pockels效应)，而硅的二阶电光效应(Kerr效应)和弗朗兹-凯尔迪什(Franz-Keldish)效应也极其微弱；即使施加105V/cm的电场，产生的折射率改变仍小于10-5，利用Kerr效应和Franz–Keldysh效应来实现电光调制并不现实。在硅材料中，最有效的电光效应就是等离子体色散效应，目前，商用化的硅基电光调制器主要通过等离子体色散效应实现。1987年，Soref等人利用克拉莫-克若尼(Kramers-Kronig)关系得出了单晶硅中等离子体色散效应的近似表达式，对于1.31μm波长的光信号，等离子体色散效应表达式为： Δn = - [ 6.2 × 10 - 22 Δ N e + 6.0 × 10 - 18 ( ΔN h ) 0.8 ] Δα = 6.0 × 10 - 18 Δ N e + 4.0 × 10 - 18 Δ N h - - - ( 1 ) ]]>对于1.55μm波长的光，等离子色散关系表达式为： Δn = - [ 8.8 × 10 - 22 Δ N e + 8.5 × 10 - 18 ( ΔN h ) 0.8 ] Δα = 8.5 × 10 - 18 Δ N e + 6.0 × 10 - 18 Δ N h - - - (本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高硅基电光调谐器件的效率和带宽的掺杂结构，所述掺杂结构集成在一个有源硅基脊型光波导上，其外脊区高度低于内脊区高度，其特征在于，所述掺杂结构包括：P+型掺杂区域，设置在一侧外脊区靠边缘部分，并与其上方金属进行欧姆接触；P型掺杂区域，设置在与P+型掺杂区域相接的外脊区，并延至内脊区上；N+型掺杂区域，设置另一侧外脊区靠边缘部分，并与其上方金属进行欧姆接触；N型掺杂区域，设置在与N+型掺杂区域相接的外脊区，并延至内脊区上，在内脊区与P型掺杂区域插指互补；准I型掺杂区域，设置在P型掺杂区域和N型掺杂区域之间，与P型掺杂区域和N型掺杂区域形成准PIN结。

【技术特征摘要】
1.一种提高硅基电光调谐器件的效率和带宽的掺杂结构，所述掺杂结
构集成在一个有源硅基脊型光波导上，其外脊区高度低于内脊区高度，其
特征在于，所述掺杂结构包括：
P+型掺杂区域，设置在一侧外脊区靠边缘部分，并与其上方金属进行
欧姆接触；
P型掺杂区域，设置在与P+型掺杂区域相接的外脊区，并延至内脊区
上；
N+型掺杂区域，设置另一侧外脊区靠边缘部分，并与其上方金属进行
欧姆接触；
N型掺杂区域，设置在与N+型掺杂区域相接的外脊区，并延至内脊区
上，在内脊区与P型掺杂区域插指互补；
准I型掺杂区域，设置在P型掺杂区域和N型掺杂区域之间，与P型
掺杂区域和N型掺杂区域形成准PIN结。
2.如权利要求1所述的掺杂结构，其特征在于，所述有源硅基脊型光
波导的内脊区高度在300nm～600nm之间。
3.如权利要求1所述的掺杂结构，其特征在于，
所述P+型掺杂区域和N+型掺杂区域的掺杂浓度为1019～1021cm-...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖希，李淼峰，王磊，邱英，杨奇，余少华，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42