电光调制器及其制备方法技术

本申请具体涉及一种电光调制器及其制备方法，包括：提供基底，并于基底的上表面形成波导及底层电极；形成覆盖介质层及金属电极；于覆盖介质层的上表面形成支撑衬底；去除基底；提供铌酸锂薄膜，并将铌酸锂薄膜键合于覆盖介质层远离支撑衬底的表面；铌酸锂薄膜位于波导的正下方。上述实施例中的电光调制器的制备方法中，通过将铌酸锂薄膜键合到具有波导的电光芯片上，不需要将铌酸锂薄膜图形化为铌酸锂波导，光能够在波导和铌酸锂薄膜中实现自对准，不需要耦合。不需要耦合。不需要耦合。

【技术实现步骤摘要】
电光调制器及其制备方法


[0001]本申请属于光电
，具体涉及一种电光调制器及其制备方法。

技术介绍

[0002]薄膜铌酸锂和硅光结合混合集成电光调制器是目前一大热门研究方向，常用的做法为在具有硅波导的晶圆上制备铌酸锂波导，但这种混合集成的最大难度之一是如何实现铌酸锂波导和硅光波导的光学耦合，这是因为要实现铌酸锂波导和硅光波导的光学耦合，需要铌酸锂波导与硅光波导精确对准，而实现二者的精确对准会对工艺具有严苛的要求。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述
技术介绍
中的电光调制器存在的铌酸锂波导和硅光波导存在光学耦合难度较大的问题，提供一种能够解决上述问题的电光调制器。
[0004]本申请的一方面提供一种电光调制器的制备方法，包括：
[0005]提供基底；并于所述基底的上表面形成波导及底层电极，所述底层电极位于所述波导相对的两侧，且与所述波导具有间距；
[0006]形成覆盖介质层及金属电极，所述覆盖介质层位于所述基底的上表面，且覆盖所述波导及底层电极；所述金属电极位于所述覆盖介质层内，且位于所述底层电极上，与所述底层电极相连接；
[0007]于所述覆盖介质层的上表面形成支撑衬底；
[0008]去除所述基底；
[0009]提供铌酸锂薄膜，并将所述铌酸锂薄膜键合于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面；所述铌酸锂薄膜位于所述波导的正下方。
[0010]上述实施例中的电光调制器的制备方法中，通过将铌酸锂薄膜键合到具有波导的电光芯片上，不需要将铌酸锂薄膜图形化为铌酸锂波导，光能够在波导和铌酸锂薄膜中实现自对准，不需要耦合；同时，由于光电芯片中制备有金属电极，光电芯片中的金属电极可以作为电光调制器的电极，无需额外的金属沉积工艺再制备电光调制器的电极，从而简化了工艺步骤，节约了成本。
[0011]在其中一个实施例中，所述提供基底；并于所述基底的上表面形成波导及底层电极的步骤包括：
[0012]提供SOI基底，所述SOI基底包括由下至上依次叠置的背衬底、埋氧层及顶层硅层；
[0013]刻蚀所述SOI基底的顶层硅层，以得到所述波导及初始底层电极；保留的所述埋氧层和所述背衬底共同作为所述基底；
[0014]对所述初始底层电极进行掺杂以得到所述底层电极；所述底层电极为重掺杂硅电极。
[0015]在其中一个实施例中，所述提供铌酸锂薄膜，并将所述铌酸锂薄膜键合于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面的步骤包括：
[0016]提供键合衬底，所述键合衬底上形成有第一介质层；
[0017]于所述第一介质层的上表面形成铌酸锂薄膜；
[0018]将所述铌酸锂薄膜经由键合层键合于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面。
[0019]在其中一个实施例中，所述键合层包括BCB层。
[0020]在其中一个实施例中，所述提供铌酸锂薄膜，并将所述铌酸锂薄膜键合于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面的步骤之前还包括：
[0021]形成第二介质层及导电引出结构，所述第二介质层位于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面，所述导电引出结构与所述金属电极相连接，以将所述金属电极电学引出；所述第二介质层内具有第一开口，所述第一开口暴露出所述波导、部分所述底层电极及部分所述覆盖介质层；
[0022]所述铌酸锂薄膜键合于所述第一开口暴露出的所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面。
[0023]在其中一个实施例中，所述形成第二介质层及导电引出结构的步骤包括：
[0024]于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面形成第二介质层，于所述第二介质层及所述覆盖介质层内形成互连孔，所述互连孔暴露出所述金属电极；
[0025]于所述互连孔内形成第一互连插塞，所述第一互连插塞一端与所述金属电极相连接；
[0026]于所述第二介质层远离所述覆盖介质层的表面形成背面电极，所述背电极与所述第一互连插塞相连接；所述背面电极与所述第一互连插塞共同构成所述导电引出结构。
[0027]在其中一个实施例中，所述形成第二介质层及导电引出结构的步骤包括：
[0028]于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面形成第二介质层，于所述第二介质层及所述覆盖介质层内形成第一互连插塞，并于所述第二介质层内形成背面电极；所述第一互连插塞一端与所述金属电极相连接，另一端与所述背面电极相连接；所述背面电极及所述第一互连插塞共同构成所述导电引出结构；
[0029]于所述第二介质层内形成所述第一开口及第二开口，所述第二开口暴露出所述背面电极。
[0030]在其中一个实施例中，所述背面电极包括若干层背面电极金属层及若干个第二互连插塞，相邻所述背面电极金属层经由所述第二互连插塞相连接；所述第二开口暴露出位于底层的所述背面电极金属层；所述背面电极中的任一所述背面电极金属层经由所述第一互连插塞与所述金属电极相连接。
[0031]本申请还提供一种电光调制器，包括：
[0032]铌酸锂薄膜；
[0033]覆盖介质层，位于所述铌酸锂薄膜上；
[0034]波导，位于所述覆盖介质层内，且位于所述铌酸锂薄膜的正上方；
[0035]底层电极，位于所述覆盖介质层内，且位于所述波导相对的两侧，且与所述波导具有间距；
[0036]金属电极，位于所述覆盖介质层内，且位于所述底层电极上，与所述底层电极相连接。
[0037]上述实施例中的电光调制器，铌酸锂薄膜键合到具有波导的电光芯片上，不需要
将铌酸锂薄膜图形化为铌酸锂波导，光能够在波导和铌酸锂薄膜中实现自对准，不需要耦合；同时，由于光电芯片中制金属电极，光电芯片中的叠层金属电极可以作为电光调制器的电极，无需额外的金属沉积工艺再制备电光调制器的电极，从而简化了工艺步骤，节约了成本。
[0038]在其中一个实施例中，还包括：
[0039]支撑衬底，位于所述覆盖介质层远离所述铌酸锂薄膜的表面；
[0040]第一介质层，位于所述铌酸锂薄膜远离所述覆盖介质层的表面；
[0041]键合衬底，位于所述第一介质层远离所述铌酸锂薄膜的表面。
[0042]在其中一个实施例中，还包括：
[0043]第二介质层，位于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面；所述第二介质层内形成有第一开口，所述第一开口暴露出所述波导、部分所述底层电极及部分所述覆盖介质层；所述铌酸锂薄膜位于所述第一开口内。
[0044]在其中一个实施例中，所述铌酸锂薄膜和所述覆盖介质层通过键合方式结合在一起。
[0045]在其中一个实施例中，所述底层电极、所述金属电极及所述波导均为多个，所述波导位于相邻所述金属电极之间；所有所述波导在所述铌酸锂薄膜所在平面的正投影均位于所述铌酸锂薄膜的表面。
附图说明
[0046]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电光调制器的制备方法，其特征在于，包括：提供基底；并于所述基底的上表面形成波导及底层电极，所述底层电极位于所述波导相对的两侧，且与所述波导具有间距；形成覆盖介质层及金属电极，所述覆盖介质层位于所述基底的上表面，且覆盖所述波导及底层电极；所述金属电极位于所述覆盖介质层内，且位于所述底层电极上，与所述底层电极相连接；于所述覆盖介质层的上表面形成支撑衬底；去除所述基底；提供铌酸锂薄膜，并将所述铌酸锂薄膜键合于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面；所述铌酸锂薄膜位于所述波导的正下方。2.根据权利要求1所述的电光调制器的制备方法，其特征在于，所述提供基底；并于所述基底的上表面形成波导及底层电极的步骤包括：提供SOI基底，所述SOI基底包括由下至上依次叠置的背衬底、埋氧层及顶层硅层；刻蚀所述SOI基底的顶层硅层，以得到所述波导及初始底层电极；保留的所述埋氧层和所述背衬底共同作为所述基底；对所述初始底层电极进行掺杂以得到所述底层电极；所述底层电极为重掺杂硅电极。3.根据权利要求2所述的电光调制器的制备方法，其特征在于，所述提供铌酸锂薄膜，并将所述铌酸锂薄膜键合于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面的步骤包括：提供键合衬底，所述键合衬底上形成有第一介质层；于所述第一介质层的上表面形成铌酸锂薄膜；将所述铌酸锂薄膜经由键合层键合于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面。4.根据权利要求3所述的电光调制器的制备方法，其特征在于，所述键合层包括BCB层。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电光调制器的制备方法，其特征在于，所述提供铌酸锂薄膜，并将所述铌酸锂薄膜键合于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面的步骤之前还包括：形成第二介质层及导电引出结构，所述第二介质层位于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面，所述导电引出结构与所述金属电极相连接，以将所述金属电极电学引出；所述第二介质层内具有第一开口，所述第一开口暴露出所述波导、部分所述底层电极及部分所述覆盖介质层；所述铌酸锂薄膜键合于所述第一开口暴露出的所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面。6.根据权利要求5所述的电光调制器的制备方法，其特征在于，所述形成第二介质层及导电引出结构的步骤包括：于所述覆盖介质层远离所述支撑衬底的表面形成第二介质层，于所述第二介质层及所述覆盖介质层内形成互连孔，所述互连孔暴露出所述金属电极；于所述互连孔内形成第一互连插塞，所述第一互连插塞一端与所述金属电极相连接；于所述第二介质层远离所述覆盖介质层的表面形成背面电极，所述背电极与所述第一互连插塞相连接；所述背面电极与所述第一互连插...

【专利技术属性】
技术研发人员：季梦溪，李显尧，孙雨舟，
申请(专利权)人：苏州湃矽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：