基于硅-相变材料混合集成硅波导的多级非易失性光衰减器制造技术

一种基于硅‑相变材料混合集成硅波导的多级非易失性光衰减器，制作在绝缘体硅基片上,所述的绝缘体硅基片包含底层本征硅层、中间绝缘体层和上面的第二本征硅层，在第二本征层中形成硅波导，在硅波导有源区的部分进行掺杂，形成掺杂波导区域，再在掺杂波导区域的部分区域和硅波导有源区部分区域的顶部依次沉积相变材料层和上电极层，整体结构再覆盖一定厚度的上包层，所述的掺杂硅波导和上电极层通过通孔与位于所述的上包层外的阳极金属平板和阴极金属平板相连接。本发明专利技术多级光衰减器具有读写速度快(ns量级)、循环次数高(>10

Multistage Nonvolatile Optical Attenuator Based on Silicon-Phase Change Material Hybrid Integrated Silicon Waveguide

A multi-stage non-volatile optical attenuator based on silicon-phase change material hybrid integrated silicon waveguide is fabricated on insulator silicon substrate. The insulator silicon substrate consists of bottom intrinsic silicon layer, middle insulator layer and upper second intrinsic silicon layer. A silicon waveguide is formed in the second intrinsic layer, doped in the active region of the silicon waveguide to form doped waveguide region, and then doped wave. Phase change material layer and upper electrode layer are deposited on the top of part of the conduction region and part of the active region of the silicon waveguide in turn, and the whole structure is covered with a certain thickness of the upper cladding layer. The doped silicon waveguide and the upper electrode layer are connected with the anode metal plate and the cathode metal plate located outside the upper cladding layer through a through hole. The multi-stage optical attenuator of the invention has fast reading and writing speed (ns magnitude) and high cycle times (>10).

【技术实现步骤摘要】
基于硅-相变材料混合集成硅波导的多级非易失性光衰减器
本专利技术涉及多级光衰减器，特别是一种基于硅-相变材料混合集成硅波导的多级非易失性光衰减器。
技术介绍
近年来通过国内外学者的不断努力，已经证明采用微电子工艺，可以在硅上制造光子器件。硅基光子器件应运而生，其优势在于除了无需投入昂贵设备即可实现低成本批量生产外，还可以在同一芯片上实现光子和电子的混合集成。随着集成光子学的快速发展，为了减少芯片的整体尺寸，对光器件的紧凑性要求越来越高。通常情况下，硅基集成器件通过热光效应或者载流子色散效应来改变硅材料的折射率，从而实现有源调节。但热光效应的响应速度比较慢，通常在微秒量级；载流子色散效应虽然响应速度快，但其折射率的调节范围有限，通常折射率改变在0.001量级，因此为了达到相位的变化，需要mm量级的长度，导致高速调制器和光开关通常很长。虽然采用高Q值谐振腔结构可以将器件尺寸降到微米量级，但工作带宽通常很小，导致采用这些结构的器件对环境温度的变化非常敏感。因此需要寻找一种可以实现折射率大幅度高速调节的材料，与硅材料混合集成，以此来弥补硅材料的不足，从而进一步减小器件的尺寸和功耗。石墨烯因具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硅‑相变材料混合集成硅波导的多级非易失性光衰减器，其特征在于该多级光衰减器制作在绝缘体硅基片上,所述的绝缘体硅基片包含底层本征硅层(1)、中间绝缘体层(2)和上面的第二本征硅层(3)，在第二本征层(3)中形成硅波导(4)，在该硅波导(4)有源区的部分进行掺杂，形成掺杂波导区域(5)，再在掺杂波导区域(5)的部分区域和硅波导(4)有源区部分区域的顶部依次沉积相变材料层(6)和上电极层(7)，整体结构再覆盖一定厚度的上包层(8)，所述的掺杂硅波导(5)和上电极层(7)通过通孔(9)与位于所述的上包层(8)外的阳极金属平板(10)和阴极金属平板(10)相连接，在阳极金属平板(10)和阴极...

【技术特征摘要】
1.一种基于硅-相变材料混合集成硅波导的多级非易失性光衰减器，其特征在于该多级光衰减器制作在绝缘体硅基片上,所述的绝缘体硅基片包含底层本征硅层(1)、中间绝缘体层(2)和上面的第二本征硅层(3)，在第二本征层(3)中形成硅波导(4)，在该硅波导(4)有源区的部分进行掺杂，形成掺杂波导区域(5)，再在掺杂波导区域(5)的部分区域和硅波导(4)有源区部分区域的顶部依次沉积相变材料层(6)和上电极层(7)，整体结构再覆盖一定厚度的上包层(8)，所述的掺杂硅波导(5)和上电极层(7)通过通孔(9)与位于所述的上包层(8)外的阳极金属平板(10)和阴极金属平板(10)相连接，在阳极金属平板(10)和阴极金属平板(10)上施加电脉冲，沿所述的阳极金属平板(10)、通孔(9)、掺杂硅波导(5)、相变材料(6)、上电极层(7)、通孔(9)和阴极金属平板(10)形成电流通路，电流产生的焦耳热诱导位于所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周林杰，张涵予，陆梁军，陈建平，刘娇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31