基于斯塔克效应的SOUP结构光电调制器及制作方法技术

一种基于斯塔克效应的SOUP结构光电调制器及制作方法，主要解决现有光电调制器中红外光易泄露，晶格失配和制作方法复杂的问题。光电调制器包括：衬底(1)、氧化下包络基座上的硅SOUP结构波导(2)、吸收区(3)、左电极(4)和右电极(5)。制作方法包括：注氧隔离、刻蚀硅波导、刻蚀SOUP结构、刻蚀量子阱、低压化学气相沉积和淀积电极。本发明专利技术通过氧化下包络基座上的硅SOUP结构以及晶格适配的量子阱和势垒层使光的损耗减小，吸收谱波长范围变大，同时，本发明专利技术通过低压化学气相沉积方法沉积薄膜使制备工艺简单，可用于制备中红外光电调制器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子
，更进一步涉及微电子器件
中的一种基于斯塔克效应的氧化下包络基座上的硅(SilicononOxideUndercladdingPedestal：SOUP)结构光电调制器及制作方法。本专利技术可用于控制光通信的光发射、传输、接受过程中光的强度。
技术介绍
光电调制器是高速、短距离光通信的关键器件，也是最重要的集成光学器件之一。光调制器按照其调制原理来讲，可分为电光、热光、声光、全光等，它们所依据的基本理论是各种不同形式的电光效应、声光效应、磁光效应、Franz-Keldysh效应、斯塔克效应、载流子色散效应等。在整体光通信的光发射、传输、接收过程中，光调制器被用于控制光的强度，其作用是非常重要的。到目前为止，由III-V族半导体构成的薄量子阱结构，表现出了很强的斯塔克效应，使得调制器的光学路径长度只有几微米。然而，由III-V族半导体集成的光电调制器工作波长被限制在近红外范围。硅是应用于电子产品的主要半导体，现在有越来越多的需要将这些组件与光电集...

【技术保护点】
一种基于斯塔克效应的SOUP结构光电调制器，包括：衬底(1)、氧化下包络基座上的硅SOUP结构波导(2)、吸收区(3)、左电极(4)和右电极(5)；其特征在于：所述吸收区(3)由GeSn量子阱和SiGeSn势垒层横向交叠排列组成；所述量子阱采用Sn组分为0.9的GeSn单晶材料；所述势垒层采用Sn组分为0.15、Ge组分为0.75的单晶材料。

【技术特征摘要】
1.一种基于斯塔克效应的SOUP结构光电调制器，包括：衬底(1)、氧化下包络
基座上的硅SOUP结构波导(2)、吸收区(3)、左电极(4)和右电极(5)；其特征
在于：所述吸收区(3)由GeSn量子阱和SiGeSn势垒层横向交叠排列组成；所述量
子阱采用Sn组分为0.9的GeSn单晶材料；所述势垒层采用Sn组分为0.15、Ge组分
为0.75的单晶材料。
2.根据权利要求1所述的基于斯塔克效应的SOUP结构光电调制器，其特征在于，
所述的势垒层的单晶材料晶格常数a1与量子阱的应变单晶材料的晶格常数a2相等。
3.根据权利要求1所述的基于斯塔克效应的SOUP结构光电调制器，其特征在于，
所述的衬底(1)采用Si单晶材料。
4.根据权利要求1所述的基于斯塔克效应的SOUP结构光电调制器，其特征在于，
所述的左电极(4)在硅波导上形成Al/Ti欧姆接触；所述的右电极(5)在吸收区上
形成Al/Ti欧姆接触。
5.一种基于斯塔克效应的SOUP结构光电调制器制作方法，包括如下步骤：
(1)注氧隔离：
利用注氧隔离方法，将氧离子注入硅中，在硅中形成埋氧化层SiO2，得到位于埋
氧化层SiO2上面的硅波导和位于埋氧化层SiO2下面的硅衬底；
(2)刻蚀硅波导：
(2a)利用刻蚀工艺，将硅波导的左端和右端刻蚀去除硅波导长度的百分之一
后，将硅波导右侧减薄至硅波导刻蚀之前厚度的7％-8％；
(2b)用丙酮和等离子体清洗15分钟，除去光刻胶，得到刻蚀后的硅波导；
(3)刻蚀SOUP结构：
利用刻蚀工艺，对埋氧化层SiO2进行切边，得到氧化下包络基座上的硅SOUP
结构，氧化下包络基座上的硅SOUP结构的下包络基座的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春福，韩根全，彭芮之，郝跃，张进城，冯倩，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61