光波导器件、光芯片、通信设备制造技术

一种光波导器件、光芯片、通信设备，属于通信技术领域。所述光波导器件包括：衬底、目标结构和电光晶体结构；其中，目标结构包括：绝缘层和第一光波导；绝缘层的键合区具有第一凹槽，第一光波导嵌入第一凹槽，且第一光波导远离衬底的表面与键合区远离衬底的表面平齐；电光晶体结构与目标结构远离衬底的一侧键合。本申请可以解决光波导器件对光的调制效率较低的问题，本申请可以用于需要通过光的相位和/或幅度来承载信息的设备中，如，基于光进行通信的设备，基于光进行开关的控制的设备等。基于光进行开关的控制的设备等。基于光进行开关的控制的设备等。

【技术实现步骤摘要】
光波导器件、光芯片、通信设备


[0001]本申请涉及通信
，特别涉及一种光波导器件、光芯片、通信设备。

技术介绍

[0002]光波导器件是通信
中较为常见的一种器件，如光调制器、光开关、光相控阵等。光波导器件通常包括光波导和电光晶体，光波导和电光晶体组成的整体能够实现对光的高效调制。
[0003]目前，光波导器件包括：衬底、光波导、绝缘层和电光晶体。其中，光波导位于衬底上，绝缘层覆盖光波导。并且，绝缘层远离衬底的一侧与电光晶体键合。
[0004]但是，在电光晶体与绝缘层远离衬底的一侧键合之后，由于绝缘层的存在，光波导与电光晶体之间存在间隔，影响光波导器件对光的调制效率。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种光波导器件、光芯片、通信设备，可以解决光波导器件对光的调制效率较低的问题，所述技术方案如下：
[0006]第一方面，提供了一种光波导器件，所述光波导器件包括：衬底、目标结构和电光晶体结构；其中，目标结构包括：绝缘层和第一光波导；所述绝缘层的键合区具有第一凹槽，所述第一光波导嵌入所述第一凹槽，且所述第一光波导远离所述衬底的表面与所述键合区远离所述衬底的表面平齐；所述电光晶体结构与所述目标结构远离所述衬底的一侧键合。
[0007]需要说明的是，键合区可以是绝缘层的全部区域，也可以是绝缘层的部分区域，本申请对此不作限定。在键合区是绝缘层的一部分区域时，本申请不对绝缘层的另一部分区域的形态进行限定。上述绝缘层的键合区位于目标结构中与电光晶体结构键合的区域，所以，电光晶体结构与目标结构远离衬底的一侧键合，可以理解为：电光晶体结构与目标结构远离衬底的一侧中上述键合区所在的区域键合。
[0008]由于第一光波导远离衬底的表面与绝缘层的键合区远离衬底的表面平齐，因此，第一光波导远离衬底的一侧不会被绝缘层覆盖。所以，第一光波导与电光晶体结构之间不存在该绝缘层，第一光波导与电光晶体结构之间的距离较小。又由于第一光波导与电光晶体结构的距离与光波导器件对光的调制效率负相关，因此，在第一光波导与电光晶体结构之间的距离较小时，光波导和电光晶体组成的整体的光模场较小，光波导器件对光的调制效率较高。应理解，由于微小误差导致的第一光波导远离衬底的表面与绝缘层的键合区远离衬底的表面的高度出现微小差异，也在本申请的保护范围之内。
[0009]可选地，所述第一光波导在垂直于所述第一光波导的延伸方向上的截面包括相对的第一边和第二边，所述第一边靠近所述衬底，所述第二边远离所述衬底；所述第一边的长度小于或等于所述第二边的长度。由于第二边的长度比第一边的长度越大，光波导器件对光的调制效率越高，所以，在第一边的长度小于或等于第二边的长度时，光波导器件对光的调制效率较高。
[0010]进一步地，所述截面还可以包括第三边，所述第三边连接所述第一边和所述第二边，所述第三边与所述第二边的夹角的范围[60
°
，80
°
]或[70
°
，80
°
]。示例地，该夹角α可以为70
°
。在该夹角的范围[60
°
，80
°
]或[70
°
，80
°
]时，第二边的长度大于第一边的长度，此时光波导器件对光的调制效率较高。另外，在第一边的长度小于第二边的长度时，第三边与第二边的夹角α等于90
°
。
[0011]本申请中的电光晶体结构的形态多种多样，比如，该电光晶体结构可以包括：体电光晶体或电光晶体薄膜。例如，电光晶体结构包括：铌酸锂薄膜、体铌酸锂、钛酸钡薄膜、体钛酸钡、体铌酸钾等。对于一些电光晶体(如钛酸钡)，其体电光晶体的电光系数高于电光晶体薄膜的电光系数，此时，如果采用这种电光晶体的体电光晶体作为上述电光晶体结构，那么可以使电光晶体结构的电光系数较高，光波导器件对光的调制效率较高。
[0012]可选地，在电光晶体结构包括电光晶体薄膜时，所述电光晶体结构包括：叠加的支撑层和电光晶体薄膜；所述目标结构远离所述衬底的一侧与所述电光晶体结构中所述电光晶体薄膜所在侧键合。该支撑层位于电光晶体薄膜远离衬底的一侧，在将电光晶体结构与目标结构键合之前，电光晶体薄膜位于支撑层上，支撑层用于支撑该电光晶体薄膜。在电光晶体结构包括电光晶体薄膜时，所述电光晶体结构也可以不包括支撑层，本申请对此不作限定。在电光晶体结构不包括支撑层，或者包括厚度较薄的支撑层时，整个光波导器件的厚度较薄，便于后续对光波导器件的封装。
[0013]进一步地，光波导器件中的光波导和电光晶体结构能够在电场的作用下对光进行调制，所以，本申请提供的光波导器件还可以包括用于形成该电场的电极。需要说明的是，光波导器件中电极的实现方式多种多样，以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。
[0014]在一种可选的实现方式中，所述键合区还具有多个第二凹槽，所述目标结构还包括：一一对应的嵌入所述多个第二凹槽的多个电极，至少一个所述电极远离所述衬底的表面与所述键合区远离所述衬底的表面平齐，所述第一光波导位于所述多个电极之间，且所述光波导器件中的所述电极和所述第一光波导一一间隔排布。比如，目标结构包括两个第一光波导，键合区具有依次排布的三个第二凹槽，目标结构包括一一对应的嵌入这三个凹槽的三个电极，每两个相邻的电极之间排布有一个第一光波导。
[0015]在电极远离衬底的表面与绝缘层的键合区远离衬底的表面平齐时，该电极远离衬底的一侧不会被绝缘层覆盖。所以，电极与电光晶体结构之间不存在该绝缘层，电极与电光晶体结构之间的距离较小。又由于电极与电光晶体结构的距离与光波导器件对光的调制效率负相关，因此，在电极与电光晶体结构之间的距离较小时，光波导器件对光的调制效率较高。
[0016]在另一种可选的实现方式中，所述光波导器件还包括：电极，且所述电极位于所述衬底和所述绝缘层之间；所述电光晶体结构包括：叠加的支撑层和电光晶体薄膜，且所述支撑层包括导电材质；所述目标结构远离所述衬底的一侧与所述电光晶体结构中所述电光晶体薄膜所在侧键合。此时，电极和支撑层之间可以形成电场，第一光波导和电光晶体结构均位于该电场中，并在该电场的作用下对光进行调制。
[0017]在本申请中，无论电极采用何种实现方式实现，电极的材质均可以包括：铝、钨、钛、氮化钛、氧化铟锡中的至少一种材质。并且，在电极的材质采用钨时，如果电极也在互补金属
‑
氧化物
‑
半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺的流片平
台上制备，那么在制备电极的过程中，如果有钨的残留物残留在该平台上，由于钨的残留物对在CMOS工艺的流片平台上制备的其他器件的性能的影响较小，因此，钨这种材质能够较好的兼容CMOS工艺。
[0018]以上部分以绝缘层的键合区与电光晶体结构之间直接接触为例。可选地，绝缘层的键合区与电光晶体结构之间也可以间隔有其他膜层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光波导器件，其特征在于，所述光波导器件包括：衬底、目标结构和电光晶体结构；所述目标结构包括：绝缘层和第一光波导；所述绝缘层的键合区具有第一凹槽，所述第一光波导嵌入所述第一凹槽，且所述第一光波导远离所述衬底的表面与所述键合区远离所述衬底的表面平齐；所述电光晶体结构与所述目标结构远离所述衬底的一侧键合。2.根据权利要求1所述的光波导器件，其特征在于，所述第一光波导在垂直于所述第一光波导的延伸方向上的截面包括相对的第一边和第二边，所述第一边靠近所述衬底，所述第二边远离所述衬底；所述第一边的长度小于所述第二边的长度。3.根据权利要求2所述的光波导器件，其特征在于，所述截面还包括第三边，所述第三边连接所述第一边和所述第二边，所述第三边与所述第二边的夹角的范围[60
°
，80
°
]。4.根据权利要求1所述的光波导器件，其特征在于，所述第一光波导在垂直于所述第一光波导的延伸方向上的截面包括相对的第一边和第二边，所述第一边靠近所述衬底，所述第二边远离所述衬底；所述第一边的长度等于所述第二边的长度。5.根据权利要求1至4任一所述的光波导器件，其特征在于，所述电光晶体结构包括：体电光晶体或电光晶体薄膜。6.根据权利要求1至5任一所述的光波导器件，其特征在于，所述电光晶体结构包括：叠加的支撑层和电光晶体薄膜；所述目标结构远离所述衬底的一侧与所述电光晶体结构中所述电光晶体薄膜所在侧键合。7.根据权利要求1至6任一所述的光波导器件，其特征在于，所述键合区还具有多个第二凹槽，所述目标结构还包括：一一对应的嵌入所述多个第二凹槽的多个电极，至少一个所述电极远离所述衬底的表面与所述键合区远离所述衬底的表面平齐，所述第一光波导位于所述多个电极之间，且所述光波导器件中的所述电极和所述第一光波导一一间隔排布。8.根据权利要求1至4、6任一所述的光波导器件，其特征在于，所述光波导器件还包括：电极，且所述电极位于所述衬底和所述绝缘层之间；所述电光晶体结构包括：叠加的支撑层和电光晶体薄膜，且所述支撑层包括导电材质；所述目标结构远离所述衬底的一侧与所述电光晶体结构中所述电光晶体薄膜所在侧键合。9.根据权利要求7或8所述的光波导器件，其特征在于，所述电极的材质包括：铝、钨、钛、氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：竺士炀，姚湛史，黄启睿，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：