本申请公开了相移器结构及相移器及其行波电极调制器。相移器结构包括一基层、一半导体单元和一偏置单元。半导体单元包括一半导体基体、两重掺杂部和至少一轻掺杂部，半导体基体被平铺于基层，轻掺杂部和重掺杂部沿光的传播方向设置于基层，其中两个重掺杂部沿光的传播方向被间隔地设置，两个间隔设置的重掺杂部通过轻掺杂部与半导体基体电连接。偏置单元包括两信号电极和两偏置电极，两个偏置电极沿光的传播方向被对应电连接于两个重掺杂部，两个信号电极被间隔地电连接于半导体基体的两端。本发明专利技术能够减少重掺杂部垂直投影在基层的平面面积，能够减小重掺杂部与基层之间形成的寄生电容，提高相移器的本征带宽。提高相移器的本征带宽。提高相移器的本征带宽。
【技术实现步骤摘要】
相移器结构及相移器及其行波电极调制器
[0001]本专利技术涉及硅基光电子集成芯片
，具体为相移器结构及相移器及其行波电极调制器。
技术介绍
[0002]在硅基集成光电系统中，行波电极调制器由于具有可得到较高消光比与较易集成的特点而得到广泛应用，其一般基于SOI工艺，制成硅基电光调制器。基于SOI工艺的行波电极调制器一般由光波导负载和行波电极组成，电磁波在行波电极间传输，光载波在负载光波导中传输。在光载波和电磁波传输过程中，电磁波与光载波相互作用使光载波的相位发生变化，从而完成电信号到光信号的调制。在行波电极调制器中，其主要的性能评价指标为电光带宽以及阻抗。
[0003]行波电极调制器调节光的相位主要依靠相移器，其中相移器的英文名称为“phase shifter”。相移器包括硅衬底、绝缘层、光波导和改变光波导折射率的结构。现有的相移器采用直流偏置结构来使PN结或PIN结处于反偏状态，从而改变光波导的折射率。如图1A，现有PN结或PIN结相移器中的掺杂区900直接铺设在硅衬底中，多个掺杂区900沿与光在光波导中传播方向并垂直的方向并排铺设在硅衬底800，这样的直接铺置方式会导致掺杂区、硅衬底以及绝缘层形成一个较大寄生电容结构，该寄生电容会影响相移器的本征带宽。
技术实现思路
[0004]本专利技术的一个优势在于提供相移器结构，两个重掺杂部沿光的传播方向被间隔地设置于半导体基体的两侧，能够减小重掺杂部垂直投影在基层的平面面积，从而减小重掺杂部与基层之间形成的寄生电容，提高相移器的本征带宽。<br/>[0005]本专利技术的一个优势在于提供相移器结构，其中重掺杂部和轻掺杂部相互电连接后电连接在半导体基体的侧面，能够减小轻掺杂部垂直投影在基层的平面面积，能够进一步地缩小寄生电容的形成，从而进一步提高相移器的本征带宽。
[0006]本专利技术的一个优势在于提供相移器结构，所述相移器结构包括：一基层；一半导体单元，所述半导体单元包括一半导体基体、两重掺杂部和至少一轻掺杂部，所述半导体基体被平铺于所述基层，所述半导体基体被设置能够被光穿过，所述半导体基体被光穿过的两端分别被定义为一第一端和一第二端，所述半导体基体与光在所述半导体基体中传播方向垂直的方向两侧部分别被定义为一第一侧端部和一第二侧端部，其中两个所述重掺杂部沿光的传播方向被间隔地设置，并且两个所述重掺杂部分别对应地设置于所述半导体基体的所述第一端和所述第二端，两个间隔设置的所述重掺杂部通过所述轻掺杂部与所述半导体基体电连接，并且所述轻掺杂部和两个所述重掺杂部沿光的传播方向设置于所述基层；和一偏置单元，所述偏置单元包括两信号电极和两偏置电极，两个所述偏置电极沿
光的传播方向被对应布置于两个所述重掺杂部，并电连接于两个所述重掺杂部，两个所述信号电极被间隔地电连接于所述半导体基体的所述第一侧端部的上部和所述第二侧端部的上部，所述信号电极用于加载高速电信号，所述偏置电极用于加载偏置电压，以在所述信号电极加载有高速电信号和所述偏置电极加载有偏置电压时，所述半导体基体的折射率发生改变，从而能够改变光透过所述半导体基体的相位。
[0007]根据本专利技术一实施例，所述轻掺杂部的数量被实施为一个，一个所述轻掺杂部沿光的传播方向被设置于所述半导体基体的中部，所述轻掺杂部的两端对应电连接两个所述重掺杂部。
[0008]根据本专利技术一实施例，所述轻掺杂部的数量被实施为两个，两个所述轻掺杂部沿光的传播方向被间隔地设置于所述半导体基体的所述第一端和所述第二端，两个所述重掺杂部对应电连接在两个所述轻掺杂部相互背离的一侧，每个所述重掺杂部通过一个所述轻掺杂部与所述半导体基体电连接。
[0009]根据本专利技术一实施例，所述半导体单元被实施为PN结，所述重掺杂部被实施为N++重掺杂部；所述半导体基体包括至少两P型区和至少一N型区，至少两个所述P型区和至少一个所述N型区沿着与所述半导体基体中光传播方向垂直方向并排分布于所述基层的顶部，其中所述N型区被设置于所述P型区之间，所述P型区和所述N型区的延伸方向均平行于光的传播方向。
[0010]根据本专利技术一实施例，所述P型区和所述N型区的数量均被实施为两个，所述轻掺杂部的数量被实施为一个，所述轻掺杂部被设置于两个所述N型区之间，且所述轻掺杂部的延伸方向平行于光的传播方向。
[0011]根据本专利技术一实施例，所述P型区的数量被实施为两个，所述N型区的数量被实施为一个，所述轻掺杂部的数量被实施为两个，一个所述N型区被设置于两个所述P型区之间，所述轻掺杂部沿光的传播方向被间隔地设置于所述N型区的两端。
[0012]根据本专利技术一实施例，所述重掺杂部和/或所述轻掺杂部沿竖直方向开设有通孔。
[0013]根据本专利技术一实施例，所述半导体单元被实施为PIN结或SOH。
[0014]为达到本专利技术以上至少一个优势，本专利技术提供相移器，所述相移器包括一绝缘层；和如上述任一实施例所述相移器结构，所述绝缘层被铺设于所述基层的顶部，且所述绝缘层包覆所述半导体单元和所述偏置单元。
[0015]为达到本专利技术以上至少一个优势，本专利技术提供行波电极调制器，所述行波电极调制器包括：一光分束器，所述光分束器被设置于所述半导体单元的一端；一光合束器，所述光合束器被设置于所述半导体单元的另一端；如上述实施例所述相移器，所述相移器被设置连接所述光分束器和所述光合束器。
附图说明
[0016]图1A示出了现有相移器结构示意图。
[0017]图1B示出了现有相移器结构的横向剖示意图。
[0018]图2示出了本专利技术所述相移器结构的结构示意图。
[0019]图3示出了本专利技术所述相移器结构的半导体单元被实施为PN结的横向截面图。
[0020]图4示出了本专利技术另一实施例所述相移器结构的结构示意图。
[0021]图5示出了本专利技术另一实施例所述相移器的半导体单元被实施为PN结的横向截面图。
[0022]图6示出了本专利技术所述相移器的半导体单元被实施为PIN结的横向截面图。
具体实施方式
[0023]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。
[0024]本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。
[0025]可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.相移器结构，其特征在于，所述相移器结构包括：一基层；一半导体单元，所述半导体单元包括一半导体基体、两重掺杂部和至少一轻掺杂部，所述半导体基体被平铺于所述基层，所述半导体基体被设置能够被光穿过，所述半导体基体被光穿过的两端分别被定义为一第一端和一第二端，所述半导体基体与光在所述半导体基体中传播方向的垂直方向两侧部分别被定义为一第一侧端部和一第二侧端部，其中两个所述重掺杂部沿光的传播方向被间隔地设置，并且两个所述重掺杂部分别对应地设置于所述半导体基体的所述第一端和所述第二端，两个间隔设置的所述重掺杂部通过所述轻掺杂部与所述半导体基体电连接，并且所述轻掺杂部和两个所述重掺杂部沿光的传播方向设置于所述基层；和一偏置单元，所述偏置单元包括两信号电极和两偏置电极，两个所述偏置电极沿光的传播方向被对应布置于两个所述重掺杂部，并电连接于两个所述重掺杂部，两个所述信号电极被间隔地电连接于所述半导体基体的所述第一侧端部的上部和所述第二侧端部的上部，所述信号电极用于加载高速电信号，所述偏置电极用于加载偏置电压，以在所述信号电极加载有高速电信号和所述偏置电极加载有偏置电压时，所述半导体基体的折射率发生改变，从而能够改变光透过所述半导体基体的相位。2.根据权利要求1所述相移器结构，其特征在于，所述轻掺杂部的数量被实施为一个，一个所述轻掺杂部沿光的传播方向被设置于所述半导体基体的中部，所述轻掺杂部的两端对应电连接两个所述重掺杂部。3.根据权利要求1所述相移器结构，其特征在于，所述轻掺杂部的数量被实施为两个，两个所述轻掺杂部沿光的传播方向被间隔地设置于所述半导体基体的所述第一端和所述第二端，两个所述重掺杂部对应电连接在两个所述轻掺杂部相互背离的一侧，每个所述重掺杂部...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海阿米芯光半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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