一种电光移相器掺杂结构、制备方法及电光调制器技术

本发明专利技术公开了一种电光移相器掺杂结构、制备方法及电光调制器，属于半导体光电子器件领域，电光移相器掺杂结构包括脊形光波导，脊形光波导包括脊区以及位于脊区两侧的肋区，脊区包括N型掺杂脊区和P型掺杂脊区，N型掺杂脊区和P型掺杂脊区的分界面处形成两段纵向倾斜PN结以及连接该两段纵向倾斜PN结的横向倾斜PN结；其中，N型掺杂脊区和P型掺杂脊区的分界面与脊区的左右侧面不相交。本发明专利技术中的掺杂结构，增大移相器中光场与PN结的重叠面积，提高移相效率，具有更低的驱动电压，降低了移相器功耗，对移相器调制带宽影响非常小，与CMOS工艺兼容且具有较大的工艺容差，从而保证器件的良品率。

【技术实现步骤摘要】
一种电光移相器掺杂结构、制备方法及电光调制器
本专利技术属于半导体光电子器件领域，更具体地，涉及一种电光移相器掺杂结构、制备方法及电光调制器。
技术介绍
光调制器具有高速率、低功耗、低成本的优点，在通信领域得到广泛关注。基于硅光平台的电光调制器是目前常用的一种电光调制器。电光移相器是电光调制器的重要组成部分，其性能直接决定了电光调制器的功耗和调制速率。电光移相器的光波导中通过掺杂形成PN结，当外加反偏电压变化时，PN结面积发生变化，引起光波导有效折射率变化，从而实现相位调制。现有技术中，电光移相器掺杂结构通常采用简单的横向PN结掺杂结构或插指型掺杂结构。横向PN结掺杂结构沿着波导长度方向没有变化，PN结的变化区域与光场的重叠面积较少，有效折射率的变化量较小，电光移相器的移相效率较低。使用横向PN结掺杂结构的电光调制器具有较高的驱动电压，功耗较高。插指型掺杂结构增大了PN结的总面积，在提高移相效率的同时也显著地增加了移相器的结电容，导致调制器的动态功耗增加和电带宽下降。此外，为了兼顾调制效率和调制带宽，相关技术中出现了L型掺杂分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电光移相器掺杂结构，其特征在于，包括：/n脊形光波导(1)，包括脊区以及位于所述脊区两侧的肋区，所述脊区包括N型掺杂脊区(11)和P型掺杂脊区(12)，所述N型掺杂脊区(11)和P型掺杂脊区(12)的分界面处形成两段纵向倾斜PN结以及连接所述两段纵向倾斜PN结的横向倾斜PN结；/n其中，所述N型掺杂脊区(11)和P型掺杂脊区(12)的分界面与所述脊区的左右侧面不相交。/n

【技术特征摘要】
1.一种电光移相器掺杂结构，其特征在于，包括：
脊形光波导(1)，包括脊区以及位于所述脊区两侧的肋区，所述脊区包括N型掺杂脊区(11)和P型掺杂脊区(12)，所述N型掺杂脊区(11)和P型掺杂脊区(12)的分界面处形成两段纵向倾斜PN结以及连接所述两段纵向倾斜PN结的横向倾斜PN结；
其中，所述N型掺杂脊区(11)和P型掺杂脊区(12)的分界面与所述脊区的左右侧面不相交。


2.如权利要求1所述的电光移相器掺杂结构，其特征在于，所述横向倾斜PN结与水平面之间的夹角为-10°至+10°，且所述横向倾斜PN结与起始端位于脊区顶面的纵向倾斜PN结之间的夹角为95°至+135°，与另一纵向倾斜PN结之间的夹角为90°至+135°。


3.如权利要求1所述的电光移相器掺杂结构，其特征在于，所述横向倾斜PN结沿其连接方向上的长度不小于d/3，其中，d为所述脊区的宽度。


4.如权利要求1所述的电光移相器掺杂结构，其特征在于，起始端位于脊区顶面的纵向倾斜PN结的末端与脊区底面之间距离为h/3至h/2，其中，h为所述脊区的高度。


5.如权利要求1-4任一项所述的电光移相器掺杂结构，其特征在于，所述肋区包括N型掺杂肋区(13)和P型掺杂肋区(14)，所述N型掺杂肋区(13)与N型掺杂脊区(11)邻接，所述P型掺杂肋区(14)与P型掺杂脊区(12)邻接。


6.一种电光移相器掺杂结构的制备方法，其特征在于，包括：
在脊形本征硅(2)的第一区域(21)和第二区域(22)注入磷离子后，在第三区域(23)和第二区域(22)注入硼离子，以将第二区域(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：余宇，付思东，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42