一种集成光学复合基板制造技术

本申请公开一种集成光学复合基板，包括：单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层、有源层、光传输层和光调制层，其中，所述单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层和光调制层依次叠加；所述有源层嵌入所述第二隔离层，所述光传输层嵌入所述第三隔离层；所述第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层的折射率均小于所述光传输层和所述光调制层的折射率。以解决现有光学基板在用于制备光集成器件时，需要外加光源，增加了光集成器件的体积以及使得器件制备工艺流程变得复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种集成光学复合基板
本申请涉及光学基板
，具体的涉及一种集成光学复合基板。
技术介绍
随着集成光学技术及器件的发展需求，对集成光学的基板材料也提出较高的需求。集成光学器件有望将光源、光的传输和光的调制功能进行集成，因此具备上述功能的集成光学材料成为研发热点。目前，用于制备光集成器件的光学基板的结构通常为光传输层-光调制层，光传输层和光调制层只能用于光的传输和调制，完整的光集成器件还需要外加光源。外加光源不仅增加了光集成器件的体积，也使得器件制备工艺流程变得复杂。因此，如何将光源集成在光学基板上，使得光学基板能够兼具发光和光传输的功能，已经成为亟需解决的问题。
技术实现思路
本申请提供一种集成光学复合基板，以解决现有光学基板在用于制备光集成器件时，需要外加光源，增加了光集成器件的体积以及使得器件制备工艺流程变得复杂的问题。一种集成光学复合基板，包括：单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层、有源层、光传输层和光调制层，其中，所述单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层和光调制层依次叠加；所述有源层嵌入所述第二隔离层，所述光传输层嵌入所述第三隔离层；所述第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层的折射率均小于所述光传输层和所述光调制层的折射率。可选的，所述有源层与所述光传输层在所述单晶硅衬底上正投影的几何中心重合。可选的，所述有源层和所述光传输层刻蚀为波导结构，所述波导结构包括：脊型波导、条形波导和弯曲波导。可选的，所述集成光学复合基板包括至少两个所述有源层和至少两个所述光传输层的波导结构。可选的，所述有源层的材料是InP、GaAs、GaInAsP、AlGaInAs、GaInSb和GaInAs中的一种；所述第一隔离层、所述第二隔离层和所述第三隔离层的材料均是二氧化硅；所述光传输层的材料是硅或氮化硅；所述光调制层的材料是铌酸锂或钽酸锂。可选的，所述有源层与所述第三隔离层接触，所述光传输层与所述光调制层接触。可选的，所述有源层与所述第一隔离层接触，所述光传输层与所述第二隔离层接触。可选的，所述有源层与所述光传输层之间的耦合厚度为50-500nm。可选的，所述光传输层与所述光调制层之间的耦合厚度为50-200nm。由以上技术方案可知，本申请提供的一种集成光学复合基板，包括：单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层、有源层、光传输层和光调制层，其中，所述单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层和光调制层依次叠加；所述有源层嵌入所述第二隔离层，所述光传输层嵌入所述第三隔离层；所述第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层的折射率均小于所述光传输层和所述光调制层的折射率。本申请提供的集成光学复合基板，第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层的折射率均小于光传输层的折射率和光调制层的折射率，由于有源层嵌设在第二隔离层内，因此，可使有源层发出的光被限制在第二隔离层内；另外，光传输层嵌设在第三隔离层内，可以使光在光传输层内传输时，防止光泄露至其它层；有源层发出的光耦合进光传输层，光经过光传输层到达光调制层，最后光从光调制层内对光信号进行调制。将有源层与光传输层和光调制层集成在同一个基板上，得到集成光学复合基板，此集成光学复合基板在制作光集成器件时，无需外加电源，可减小光集成器件的体积，简化制备工艺流程。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种集成光学复合基板的膜层结构图；图2为本申请实施例提供的又一种集成光学复合基板的膜层结构图；图3为本申请实施例提供的再一种集成光学复合基板的膜层结构图；图4为图1所示集成光学复合基板的制备方法工艺流程图；图5为图3所示集成光学复合基板的制备方法工艺流程图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。图1为本申请实施例提供的一种集成光学复合基板的膜层结构图。如图1所示，本申请提供的一种集成光学复合基板，包括：单晶硅衬底1、第一隔离层2、第二隔离层3、第三隔离层5、有源层4、光传输层6和光调制层7，其中，单晶硅衬底1、第一隔离层2、第二隔离层3、第三隔离层5和光调制层7依次叠加。有源层4嵌入第二隔离层3，光传输层6嵌入第三隔离层5。有源层4与第一隔离层2接触，光传输层6与第二隔离层3接触。第一隔离层2、第二隔离层3和第三隔离层5的折射率均小于光传输层6和光调制层7的折射率。有源层的材料是InP、GaAs、GaInAsP、AlGaInAs、GaInSb和GaInAs中的一种；第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层的材料均是二氧化硅；光传输层的材料是硅或氮化硅；光调制层的材料是铌酸锂或钽酸锂。本实施例提供的光学复合基板，有源层4是自发光材料，第一隔离层2、第二隔离层3和第三隔离层5的折射率均小于光传输层6和光调制层7的折射率，有源层4嵌设在第二隔离层内，光传输层6嵌设在第三隔离层内，光调制层7与光传输层6的折射率相对接近，有源层4发出的光经过第二隔离层3耦合进光传输层6，光通过第三隔离层5进入到光调制层7，在光调制层7内进行横向调制，可以实现光调制层7对光信号的调制作用。将有源层4与光传输层6和光调制层7集成在同一个基板上，得到集成光学复合基板，此集成光学复合基板在制作光集成器件时，无需外加电源，可减小光集成器件的体积，简化制备工艺流程。有源层4与光传输层6在单晶硅衬底1上正投影的几何中心可以是重合的，有源层4在单晶硅衬底1上正投影的图形与光传输层6在单晶硅衬底1上正投影的图形重合，使光源层发出的光向正上方耦合至光传输层传输层中，减少光在耦合过程中的损失。有源层4和光传输层6刻蚀为波导结构，波导结构包括：脊型波导、条形波导和弯曲波导。不同形状波导的有源层4和光传输层6可以满足不同光传输的需求，也可以增大有源层4的发光面积，增大光传输效率。图2为本申请实施例提供的又一种集成光学复合基板的膜层结构图。如图2所示，集成光学复合基板包括至少两个有源层4和至少两个光传输层6的波导结构。多个有源层4和多个光传输层6的波导结构可以实现多通道光传输。图3为本申请实施例提供的再一种集成光学复合基板的膜层结构图。如图3所示，有源层4与第三隔离层5接触，光传输层6与光调制层7接触。本实施例提供了另外一种有源层4嵌入第二隔离层3以及光传输层6嵌入第三隔离层5的方式，在保证有源层4与光传输层6具有一定耦合距离的同时，光传输层6与光调制层7直接接触，可以使得光传输层6内的光直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成光学复合基板，其特征在于，包括：单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层、有源层、光传输层和光调制层，其中，所述单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层和光调制层依次叠加；/n所述有源层嵌入所述第二隔离层，所述光传输层嵌入所述第三隔离层；/n所述第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层的折射率均小于所述光传输层和所述光调制层的折射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成光学复合基板，其特征在于，包括：单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层、有源层、光传输层和光调制层，其中，所述单晶硅衬底、第一隔离层、第二隔离层、第三隔离层和光调制层依次叠加；
所述有源层嵌入所述第二隔离层，所述光传输层嵌入所述第三隔离层；
所述第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层的折射率均小于所述光传输层和所述光调制层的折射率。


2.根据权利要求1所述的集成光学复合基板，其特征在于，所述有源层与所述光传输层在所述单晶硅衬底上正投影的几何中心重合。


3.根据权利要求1所述的集成光学复合基板，其特征在于，所述有源层和所述光传输层刻蚀为波导结构，所述波导结构包括：脊型波导、条形波导和弯曲波导。


4.根据权利要求3所述的集成光学复合基板，其特征在于，所述集成光学复合基板包括至少两个所述有源层和至少两个所述光传输层的波导结构。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀全，朱厚彬，张涛，李真宇，刘桂银，
申请(专利权)人：济南晶正电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37