受控电容全耗尽交错式PIN调制器制造技术

本申请的各实施例涉及受控电容全耗尽交错式PIN调制器。描述了一种利用射频(RF)信号调制光输入的方法、一种交错式调制器和一种包括该交错式调制器的电光调制器。该方法包括：将光输入分成第一光输入和第二光输入；利用第一光输入和第二光输入分别穿过第一区域和第二区域；以及在第一区域中利用RF信号调制第一光输入。该方法还包括：控制RF信号在第一区域中的传播速度；控制第一区域中的RF线路阻抗；以及控制第一光输入在第一区域中的光损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电光调制光信号以传送数据，并且更具体地涉及一种受控电容全耗尽交错式PIN调制器。
技术介绍
经由光信号传输数据有助于经过比经由许多其它类型的信号更长的距离的传送。例如，光信号通过使用可以实施干涉过程的电光调制器(EOM)调制光而被生成。光束的相位、频率、幅度和/或极化可以被调制。调制光束的幅度的示例性电光调制器是Mach-Zehnder干涉仪(MZI)。MZI包括将光划分成两个路径的分束器，这两个路径中的至少一个路径具有相位调制器。两个路径中的光束被重新组合，并且基于调制的路径上的电场，两个光束干涉以控制在器件的具体光输出处的所得光的幅度或者强度。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，一种利用射频(RF)信号调制光输入以获得编码光信号的方法包括：将光输入分成第一光输入和第二光输入；利用第一光输入和第二光输入分别穿过第一区域和第二区域；在第一区域中利用RF信号调制第一光输入；控制RF信号在第一区域中的传播速度；控制第一区域中的RF线路阻抗；以及控制第一光输入在第一区域中的光损耗。根据另一实施例，一种电光调制器包括：分光器，被配置为将光输入分成第一光输入和第二光输入；第一区域，被配置为由第一光输入穿过；第二区域，被配置为由第二光输入穿过；以及在第一区域中的相位调制器，被配置为利用RF信号调制第一光输入并且提供第一输入。相位调制器包括：n掺杂区域和p掺杂区域，n掺杂区域和p
掺杂区域的大部分被交错地布置；以及本征区域，在n掺杂区域和p掺杂区域中的交错地布置的掺杂区域之中的n掺杂区域之一和p掺杂区域之一的每对之间，其中本征区域的宽度被控制以控制用来在调制器中调制光输入的RF信号的传播速度和线路阻抗；并且n掺杂区域中的每个n掺杂区域和p掺杂区域中的每个p掺杂区域的宽度被控制以控制向调制器的光输入的光损耗。根据又一实施例，一种形成相位调制器的方法包括：形成p掺杂区域和n掺杂区域，形成包括按照交错式布置形成p掺杂区域和n掺杂区域的大部分；在n掺杂区域和p掺杂区域中的交错地布置的掺杂区域之中的p掺杂区域之一和n掺杂区域之一的每个集合之间形成本征区域；控制p掺杂区域中的每个p掺杂区域和n掺杂区域中的每个n掺杂区域的宽度以控制相位调制器的光损耗；以及控制在交错地布置的n掺杂区域和p掺杂区域之中的p掺杂区域中的每个p掺杂区域和n掺杂区域中的每个相邻n掺杂区域之间的本征区域的宽度，以控制射频信号经过相位调制器和线路阻抗的传播速度。通过本专利技术的技术实现了附加特征和优点。这里具体地描述了本专利技术的其它实施例和方面并且将其视为要求保护的本专利技术的部分。为了更好地理解本专利技术及其优点和特征，参照说明书并且参照附图。附图说明在说明书附带的权利要求中具体地指出和清楚地要求保护被视为本专利技术的主题内容。从结合附图进行的以下具体描述中清楚本专利技术的前述和其它特征以及优点，在附图中：图1是根据本专利技术的一个实施例的示例性电光调制器；图2是图1中所示的相位改变区域中的交错式调制器的横截面图；图3是图1中所示的相位改变区域的俯视横截面图；图4图示了根据本专利技术的一个实施例的本征区域的示例性宽度；图5图示了根据本专利技术的另一实施例的本征区域的另一示例性宽
度；图6图示了根据本专利技术的一个实施例的掺杂区域的示例性宽度；图7图示了根据本专利技术的另一实施例的掺杂区域的另一示例性宽度；图8至图13是图示了根据示例性实施例的在制作电光调制器的相位移位区域时涉及到的过程步骤的横截面图；图8图示了具有在掩埋氧化物上形成的蚀刻SOI的中间结构的横截面图；图9图示了图8中所示中间结构的横截面的不同透视图；图10示出了在另一中间结构中注入n型材料以形成n掺杂区域的横截面图；图11示出了图10中所示的中间结构的横截面的不同透视图；图12示出了在另一中间结构中注入p型材料以形成p掺杂区域的横截面图；图13示出了在光敏材料被去除时的图12中所示的中间结构的横截面的不同透视图；以及图14是根据一个备选实施例的图1中所示的相位改变区域的俯视横截面图。具体实施方式如以上指出的那样，EOM有助于经由光信号向较大距离传输数据。MZI是执行幅度、相位、频率和/或极化调制的示例性EOM并且受益于RF/光交互区域中的阻抗和速率匹配。也就是说，在MZI内，携带数据的射频(RF)信号必须具有与光信号(光)相同的传播速度以正确地调制光信号。阻抗匹配防止RF信号在器件的电输入和末端二者的反射。RF和光信号的交互或者利用RF能量对光信号的调制在信号经过电光PIN二极管(PIN调制器)时出现。PIN二极管在p掺杂区域和n掺杂区域之间包括本征区域。交错式PIN调制器包括从n掺杂区域延伸并且与从p掺杂区域延伸的p掺杂指交错的n掺杂指。
交错式p掺杂区域和n掺杂区域限定在它们之间的间隙。这里具体描述的系统和方法的实施例涉及控制PIN调制器的电容以控制RF传播速度和线路阻抗，以及控制掺杂物区域的大小以影响光损耗。具体地，如以下具体描述的那样，在交错式p掺杂区域和n掺杂区域之间的间隙被控制以控制电容，并且对于给定的间隙宽度和电压，p掺杂指和n掺杂指的宽窄(narrowness)用来控制耗尽，并且因此控制光损耗。也就是说，在n掺杂指和p掺杂指的全耗尽被实现时光损耗被最小化。对于给定的电压(间隙中的电场强度)和间隙宽度，使掺杂区域(指)变窄帮助实现较多耗尽。可用于驱动EOM的电压基于使用的特定驱动器。驱动器可以被制作在具有EOM的倒装芯片布置中设置的不同芯片上(并且可以使用不同技术)。这样的驱动器可以提供例如比EOM的片上驱动器较高的电压。掺杂物浓度也影响耗尽。这一变量受界定，因为太低浓度将劣化对光信号的调制而太高浓度将在指的可达到宽窄处防止充分耗尽。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的示例性电光调制器100。在示例性调制器100中，可以是连续波信号的光输入110被分光器105拆分。每个所得光信号穿过相位移位区域145，其中RF信号120(一个RF信号是另一RF信号的逆信号)被输入到划分传入光输入的分光器105的每侧。如以上指出的那样，在备选实施例中，分光器105的两侧中的仅一侧可以包括相位移位区域145。在图1中示出了被指示为器件交互区域(相位移位区域145)的横截面线的线140。这一条线140经过两个相位移位区域145。如以下进一步讨论的那样，根据本专利技术的实施例，这一相位移位区域145包括交错式相位调制器200(图2)。交错式相位调制器200是反偏二极管。RF数据信号120(或者它的被表示为data-bar的逆信号)调制向二极管(交错式相位调制器200)施加的电压。以下讨论的图14图示了器件100包括用于电光调制器100的驱动器。这一电压影响二极管中的载流子密度，该载流子密度转而影响被分到每个交错式相位调制器200中的光输入110。具体地，电压影响的载流子密度改变被分到交错式相位调制器
105中的光输入110的传播速度。在分光器105的每侧上的交错式相位调制器200中的每个交错式相位调制器的光输入被干涉仪重新组合。在分光器105的两侧之间的干涉产生编码光130。如以上指出的那样，在备选实施例中，可以在分光器105的仅一侧上使用交错式相位调制器200。在这一情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用射频(RF)信号调制光输入以获得编码光信号的方法，所述方法包括：将所述光输入分成第一光输入和第二光输入；利用所述第一光输入和所述第二光输入分别穿过第一区域和第二区域；在所述第一区域中利用所述RF信号调制所述第一光输入；控制所述RF信号在所述第一区域中的传播速度；控制所述第一区域中的RF线路阻抗；以及控制所述第一光输入在所述第一区域中的光损耗。

【技术特征摘要】
2015.03.10 US 14/642,9241.一种利用射频(RF)信号调制光输入以获得编码光信号的方法，所述方法包括：将所述光输入分成第一光输入和第二光输入；利用所述第一光输入和所述第二光输入分别穿过第一区域和第二区域；在所述第一区域中利用所述RF信号调制所述第一光输入；控制所述RF信号在所述第一区域中的传播速度；控制所述第一区域中的RF线路阻抗；以及控制所述第一光输入在所述第一区域中的光损耗。2.根据权利要求1所述的方法，还包括基于在所述第一区域的第一输出和所述第二区域的第二输出之间的干涉来获得所述编码光信号。3.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述RF信号调制所述第一光输入包括在所述第一区域中使用交错式相位调制器。4.根据权利要求3所述的方法，其中控制所述RF信号的所述传播速度包括控制在所述交错式相位调制器的相邻n掺杂区域和p掺杂区域之间的间隙。5.根据权利要求4所述的方法，其中控制所述间隙以减少所述间隙造成所述RF信号的较慢传播，并且控制所述间隙以增大所述间隙造成所述RF信号的较快传播。6.根据权利要求3所述的方法，其中控制所述光损耗包括控制所述交错式相位调制器的n掺杂区域和p掺杂区域的宽度。7.根据权利要求6所述的方法，其中将所述n掺杂区域和所述p掺杂区域的所述宽度控制为较窄造成所述光损耗的减小。8.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述RF信号调制所述第一光输入包括在所述第一区域中使用相位调制器，所述第一区域具有在所述第一区域的大部分之上交错的n掺杂区域和p掺杂区域。9.根据权利要求8所述的方法，其中未交错的所述n掺杂区域和所述p掺杂区域在它们之间包括较大间隙。10.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述第二区域中利用所述RF信号的逆信号调制所述第二光输入。11.一种电光调制器，包括：分光器，被配置为将光输入分成第一光输入和第二光输入；第一区域，被配置为由所述第一光输入穿过；第二区域，被配置为由所述第二光输入穿过；以及在所述第一区域中的相位调制器，被配置为利用RF信号调制所述第一光输入并且提供第一输入，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·基尔，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US