基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器及制作方法技术

本发明专利技术涉及一种基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器及制作方法，光调制器包括：依次设置的衬底、隔离层和光调制结构；隔离层的材料为氧化硅；光调制结构包括脊型波导、石墨烯‑介质层‑石墨烯夹层结构和电极结构；脊型波导包括基部和脊部；石墨烯‑介质层‑石墨烯夹层结构包括上层石墨烯层、下层石墨烯层及位于上层石墨烯层和下层石墨烯层之间的介质层；上层石墨烯层和下层石墨烯层分别在脊型波导基部的两侧具有预先设定的延伸长度；电极结构包括位于脊型波导基部两侧的第一金属层，且脊型波导基部一侧的第一金属层位于上层石墨烯层之上，并与上层石墨烯层接触；脊型波导基部另一侧的第一金属层位于下层石墨烯层之上，与下层石墨烯层接触。

【技术实现步骤摘要】
基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器及制作方法
本专利技术涉及光电集成
，尤其涉及一种适合与体硅CMOS集成电路芯片进行光电集成的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器及制作方法。
技术介绍
随着集成电路技术的发展，集成规模越来越大，运行速度越来越快，电互联已经逐渐成为进一步提高系统性能的瓶颈。另一方面，光互联具有功耗低、速度快、不受电磁干扰等优点，使其有望成为电互联的替代。为实现集成电路芯片间高性能光互联，最理想的方式就是将光路的部分，包含电光调制、光电探测和部分光传输媒体等，直接集成到芯片上，芯片与芯片之间直接通过光传输媒体连接。硅基互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,CMOS)工艺是目前集成电路芯片的主流制造工艺，而其中又以体硅CMOS工艺占主导地位。鉴于体硅CMOS工艺的主导地位，基于体硅CMOS工艺来构建光电集成就具有非常重要的意义。然而，体硅CMOS工艺本身并没有针对光互联的支持，特别是缺少关键的光结构和光电器件，比如光调制器等，而现有的光电集成技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述光调制器包括：依次设置的衬底(101)、隔离层(102)和光调制结构(100)；/n所述隔离层(102)的材料为氧化硅；/n所述光调制结构(100)包括脊型波导(103)、石墨烯-介质层-石墨烯夹层结构和电极结构；/n所述脊型波导(103)的材料为氮化硅；/n所述脊型波导(103)包括基部(104)和脊部(105)；/n所述基部(104)宽度大于脊部(105)；/n所述石墨烯-介质层-石墨烯夹层结构包括上层石墨烯层(106)、下层石墨烯层(107)及位于所述上层石墨烯层(106)和所述下层石墨烯层(107)之间的介质层(108)...

【技术特征摘要】
1.一种基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述光调制器包括：依次设置的衬底(101)、隔离层(102)和光调制结构(100)；
所述隔离层(102)的材料为氧化硅；
所述光调制结构(100)包括脊型波导(103)、石墨烯-介质层-石墨烯夹层结构和电极结构；
所述脊型波导(103)的材料为氮化硅；
所述脊型波导(103)包括基部(104)和脊部(105)；
所述基部(104)宽度大于脊部(105)；
所述石墨烯-介质层-石墨烯夹层结构包括上层石墨烯层(106)、下层石墨烯层(107)及位于所述上层石墨烯层(106)和所述下层石墨烯层(107)之间的介质层(108)；
所述介质层(108)为绝缘材料；
所述上层石墨烯层(106)和下层石墨烯层(107)分别在所述脊型波导基部(104)的两侧具有预先设定的延伸长度；
所述电极结构包括位于脊型波导基部(104)两侧的第一金属层(109)，且所述脊型波导基部(104)一侧的第一金属层(109)位于上层石墨烯层之上，并与上层石墨烯层接触；
所述脊型波导基部(104)另一侧的第一金属层(109)位于下层石墨烯层之上，并与下层石墨烯层接触。


2.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述衬底(101)为半导体材料或半导体集成电路芯片。


3.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述电极结构还包括位于所述第一金属层(109)之上的第二金属层(110)。


4.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光调制器，其特征在于，所述第一金属层(109)的材料为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹望辉，莫嘉豪，武俞刚，王淳风，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43