光调变器制造技术

一种光调变器，包含基材、第一半导体结构、第二半导体结构以及介电结构。基材具有主要表面以及实质上垂直主要表面的第一方向。第一半导体结构具有第一导电类型，且位于主要表面上。第二半导体结构具有第二导电类型，且位于主要表面上，其中第一半导体结构与第二半导体结构在第一方向上不重叠。介电结构位于主要表面上，并从主要表面沿第一方向向上延伸，且介电结构夹置在第一半导体结构以及第二半导体结构之间。此光调变器能够将光线限制在主动区域内传递，而得到性能更好的光调变器。

Optical modulator

An optical modulator includes a substrate, a first semiconductor structure, a second semiconductor structure, and a dielectric structure. The substrate has the primary surface as well as the vertical direction of the primary surface. The first semiconductor structure has a first conductivity type and is located on the main surface. The second semiconductor structure has a second conduction type and is located on the main surface, wherein the first semiconductor structure does not overlap with the second semiconductor structure in the first direction. The dielectric structure is located on the main surface and extends from the main surface along the first direction, and the dielectric structure is sandwiched between the first semiconductor structure and the second semiconductor structure. The light modulator can transfer the light in the active region and obtain better performance of the optical modulator.

【技术实现步骤摘要】
光调变器
本专利技术是有关于一种光调变器，且特别是有关于一种光相位调变器。
技术介绍
光调变器广泛地应用在各种光学领域中，光调变器的种类包含振幅调变器、相位调变器及偏振调变器等。光相位调变器可以用来控制光的相位，典型的光相位调变器例如为普克尔盒(Pockelscells)或液晶盒装置等电光调变装置(electro-opticmodulators)。各式各样的光相位调变器被应用在集成光学系统(integratedoptics)中，光线在光学系统的波导结构(waveguide)中传递，并且光的相位在波导结构中被控制或改变。举例而言，光相位调变器可用以改变激光共振器内的激光波长。光相位调变器也可应用在稳定激光的频率。在光纤通信系统中，光相位调变器可应用于编码信息的发送。此外，光调变器也可应用在光子芯片中。
技术实现思路
本专利技术的一方面是提供一种光调变器。根据本专利技术的各种实施方式，在此揭露的光调变器能够将光线限制或集中在主动区域内传递，因此得到性能更好的光调变器。再者，此光调变器能够实现适合的掺质浓度梯度，不需要厚度方向上形成掺质浓度梯度。此光调变器包含一基材、一第一半导体结构、一第二半导体结构以及一介电结构。基材具有一主要表面以及实质上垂直主要表面的一第一方向。第一半导体结构具有第一导电类型，且位于主要表面上。第二半导体结构具有第二导电类型，且位于主要表面上，其中第一半导体结构与第二半导体结构在第一方向上不重叠。介电结构位于主要表面上，并从主要表面沿第一方向向上延伸，且介电结构夹置在第一半导体结构以及第二半导体结构之间。第一半导体结构、第二半导体结构以及介电结构形成一光波导结构，提供一近似椭圆或圆形的光通道。在某些实施方式中，第一半导体结构及第二半导体结构分别具有一第一顶面以及一第二顶面，且介电结构不覆盖第一顶面和第二顶面。在某些实施方式中，第一半导体结构的第一顶面在实质上相同的一第一高度横向延伸至接触介电结构。在某些实施方式中，第二半导体结构的第二顶面在实质上相同的一第二高度横向延伸至接触介电结构。在某些实施方式中，第一高度与第二高度实质上相同。在某些实施方式中，介电结构隔离第一半导体结构与第二半导体结构，使第一半导体结构与第二半导体结构不直接接触。在某些实施方式中，介电结构具有一高度及一宽度，且高度大于宽度。在某些实施方式中，介电结构的高度实质上等于第一半导体结构的一厚度及第二半导体结构的一厚度。在某些实施方式中，高度对宽度的比值为约10至约500。在某些实施方式中，第一半导体结构以及第二半导体结构分别具有一第一宽度及一第二宽度，且第一宽度实质上等于第二宽度。在某些实施方式中，第一半导体结构包含一第一掺杂部分以及一第二掺杂部分，第一掺杂部分接触介电结构，且位于介电结构与第二掺杂部分之间，其中第一掺杂部分的一掺杂浓度小于第二掺杂部分的一掺杂浓度。在某些实施方式中，第一掺杂部分的一高度大于第二掺杂部分的一高度。在某些实施方式中，第一掺杂部分包含一竖立部以及一延伸部，竖立部接触介电结构，延伸部由竖立部横向延伸至第二掺杂部分，且竖立部的一高度大于延伸部的一高度。在某些实施方式中，竖立部的高度实质上等于介电结构的一高度，且延伸部的高度实质上等于第二掺杂部分的一高度。在某些实施方式中，第二半导体结构包含一第四掺杂部分以及一第五掺杂部分，第四掺杂部分接触介电结构，且位于介电结构与第五掺杂部分之间，其中第四掺杂部分的一掺杂浓度小于第五掺杂部分的一掺杂浓度。在某些实施方式中，第四掺杂部分的一高度大于第五掺杂部分的一高度。在某些实施方式中，第四掺杂部分包含一竖立部以及一延伸部，竖立部接触介电结构，延伸部由竖立部横向延伸至第五掺杂部分，且竖立部的一高度大于延伸部的一高度。在某些实施方式中，竖立部的高度实质上等于介电结构的一高度，且延伸部的高度实质上等于第五掺杂部分的一高度。附图说明图1绘示本专利技术一比较例的光调变器的剖面示意图；图2绘示本专利技术一比较例的光调变器的光线强度分布模拟结果示意图；图3绘示本专利技术某些实施方式的光调变器的立体示意图；图4绘示本专利技术某些实施方式的光调变器的剖面示意图。具体实施方式为了使本专利技术的叙述更加详尽与完备，下文针对了本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本专利技术的实施例。在其他情况下，为简化附图，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。在本文中使用空间相对用语，例如“下方”、“之下”、“上方”、“之上”等，这是为了便于叙述一元件或特征与另一元件或特征之间的相对关系，如图中所绘示。这些空间上的相对用语的真实意义包含其他的方位。例如，当图示上下翻转180度时，一元件与另一元件之间的关系，可能从“下方”、“之下”变成“上方”、“之上”。此外，本文中所使用的空间上的相对叙述也应作同样的解释。图1绘示本专利技术一比较例的光调变器10的剖面示意图。光调变器10主要包含P型多晶硅层11、N型多晶硅层12、氧化物层13、导电接触结构14、导电接触结构15以及基材17。P型多晶硅层11包含P+区域11a以及P区域11b，N型多晶硅层12包含N+区域12a以及N+区域12b。导电接触结构14及导电接触结构15分别接触P+区域11a及N+区域12a。P型多晶硅层11与N型多晶硅层12的一部分重叠，氧化物层13夹置在P型多晶硅层11与N型多晶硅层12的重叠部分之间。P型多晶硅层11、氧化物层13及N型多晶硅层12的重叠区域构成光调变器10的主动区域16。请注意，在主动区域16中，P型多晶硅层11、氧化物层13以及N型多晶硅层12是在垂直基板17的方向上堆叠配置。此外，P型多晶硅层11与N型多晶硅层12必须横向延伸以配置导电接触结构14及导电接触结构15。氧化物层13可被理解为“栅介电层”，当P型多晶硅层11与N型多晶硅层12之间产生电位差时，氧化物层13的相对两侧便聚集自由载子18(freecarrier)。当光线在主动区域16中沿着垂直纸面的方向19传递时，聚集的自由载子18能改变光线的相位，因此构成可调整光线相位的光调变器10。根据上述光调变器10的操作原理，吾人希望所传递的光线能够被集中在主动区域16内，避免光线逸散到主动区域16之外，才能让光调变器10提供更佳的性能。图2绘示光调变器10的光线强度分布的模拟结果示意图。在图2中可以发现，光线强度分布被P型多晶硅层11及N型多晶硅层12扭曲，光线强度分布会沿着P型多晶硅层11及N型多晶硅层12横向的延伸出去(或称为扩散出去)，导致光线不能全部集中在主动区域中。在主动区域区域以外传递的光线无法被改变相位，因此限制了光调变器10的性能。另一方面，吾人希望在氧化物层13的相对两侧聚集更多的自由载子，以便能够更有效的改变光的相位。但另一方面，吾人却又不希望氧化物层13的相对两侧存在太高的掺质浓度，因为掺杂的物质对于光线的传递会造成阻碍。所以，两者间存在相互冲突的折衷(trade-off本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光调变器，其特征在于，包含：一基材，具有一主要表面以及垂直该主要表面的一第一方向；一第一半导体结构，具有第一导电类型，且位于该主要表面上；一第二半导体结构，具有第二导电类型，且位于该主要表面上，其中该第一半导体结构与该第二半导体结构在该第一方向上不重叠；以及一介电结构，位于该主要表面上，并从该主要表面沿该第一方向向上延伸，且该介电结构夹置在该第一半导体结构以及该第二半导体结构之间；其中该第一半导体结构、该第二半导体结构、以及该介电结构形成一光波导结构，提供一近似椭圆或圆形的光通道。

【技术特征摘要】
1.一种光调变器，其特征在于，包含：一基材，具有一主要表面以及垂直该主要表面的一第一方向；一第一半导体结构，具有第一导电类型，且位于该主要表面上；一第二半导体结构，具有第二导电类型，且位于该主要表面上，其中该第一半导体结构与该第二半导体结构在该第一方向上不重叠；以及一介电结构，位于该主要表面上，并从该主要表面沿该第一方向向上延伸，且该介电结构夹置在该第一半导体结构以及该第二半导体结构之间；其中该第一半导体结构、该第二半导体结构、以及该介电结构形成一光波导结构，提供一近似椭圆或圆形的光通道。2.如权利要求1所述的光调变器，其特征在于，该第一半导体结构及该第二半导体结构分别具有一第一顶面以及一第二顶面，且该介电结构不覆盖该第一顶面和该第二顶面。3.如权利要求2所述的光调变器，其特征在于，该第一半导体结构的该第一顶面在相同的一第一高度横向延伸至接触该介电结构。4.如权利要求3所述的光调变器，其特征在于，该第二半导体结构的该第二顶面在相同的一第二高度横向延伸至接触该介电结构。5.如权利要求4所述的光调变器，其特征在于，该第一高度与该第二高度相同。6.如权利要求1所述的光调变器，其特征在于，该介电结构隔离该第一半导体结构与该第二半导体结构，使该第一半导体结构与该第二半导体结构不直接接触。7.如权利要求1所述的光调变器，其特征在于，该介电结构具有一高度及一宽度，且该高度大于该宽度。8.如权利要求7所述的光调变器，其特征在于，该介电结构的该高度等于该第一半导体结构的一厚度及该第二半导体结构的一厚度。9.如权利要求7所述的光调变器，其特征在于，该高度对该宽度的比值为10至500。10.如权利要求1所述的光调变器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄朝炫，谢建成，
申请(专利权)人：源杰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71