一种光模块制造技术

本申请公开了一种光模块，包括硅光芯片，硅光芯片包括硅衬底

【技术实现步骤摘要】
一种光模块
[0001]本申请是于
2021
年1月
28
日申请的
、
申请号为
202110118787.1、
专利技术名称为“一种光模块及硅光芯片的制作方法”的分案申请
。


[0002]本申请涉及光通信
，尤其涉及一种光模块
。

技术介绍

[0003]随着云计算
、
移动互联网
、
视频等新型业务和应用模式发展，光通信技术的发展进步变的愈加重要
。
而在光通信技术中，光模块是实现光电信号相互转换的工具，是光通信设备中的关键器件之一，并且随着光通信技术发展的需求光模块的传输速率不断提高
。
[0004]硅光集成技术能够在同一
SOI
芯片中集成调制器
、
探测器和无源波导器件，因为其具有与
CMOS
兼容
、
集成度高和成本低的优势在光通信领域中获得了广泛的应用
。
随着数据中心的发展和建设，高速高容量的硅光集成技术受到了广泛的关注，在数通领域尤其是高密度封装集成方面有着巨大的应用场景
。
在下一代高速光电集成芯片中，能够实现单波
200Gbps
的传输容量，要求器件带宽大于
70GHz。
在当前硅光集成芯片中，
Ge/Si
高速探测器能够实现
1A/W
的响应度，
3dB
调制带宽<br/>40GHz
，不能不能下一代大于等于单波
200Gbps
的应用要求
。
[0005]针对此问题，在目前的同行中，可以通过降低
Ge
本征区域的厚度来进一步提高带宽，虽然可以将带宽提高，但同时会带来响应度的降低，从而恶化接收灵敏度
。
另外，也可以通过额外的波长工艺实现端面耦合来提高响应度，但工艺相对复杂
。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种光模块，以解决目前光模块中高速探测器带宽不足和响应度不足的问题
。
[0007]为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
[0008]本申请实施例公开了一种光模块，包括：
[0009]电路板；
[0010]硅光芯片，与所述电路板电连接，用于接收光纤传输的信号光并对所述信号光进行电光转换；
[0011]其中，所述硅光芯片包括：
[0012]硅衬底；
[0013]光耦合器，设置于所述硅衬底上，所述光耦合器用于将所述光纤传输的信号光耦合至所述硅光芯片；
[0014]第一输入波导，设置于所述硅衬底上，所述第一输入波导与所述光耦合器的第一输出端连接，所述第一输入波导用于传输所述光耦合器接收的光信号；
[0015]第一耦合波导，设置于所述第一输入波导下方，所述第一耦合波导与所述第一输
入波导的输出端连接，所述第一耦合波导的厚度尺寸小于所述第一输入波导的厚度尺寸，所述第一耦合波导输入端的宽度尺寸大于所述第一输入波导输出端的宽度尺寸；所述第一耦合波导用于传输所述第一输入波导输出的光信号；
[0016]第二输入波导，设置于所述硅衬底上，所述第二输入波导与所述光耦合器的第二输出端连接，所述第二输入波导用于传输所述光耦合器接收的光信号；
[0017]第二耦合波导，设置于所述第二输入波导下方，所述第二耦合波导与所述第二输入波导的输出端连接，所述第二耦合波导的厚度小于所述第二输入波导的厚度，所述第二耦合波导的输入端的宽度尺寸大于所述第二输入波导输出端的宽度尺寸；所述第二耦合波导用于传输所述第二输入波导输出的光信号；
[0018]PN
型掺杂区，设置于所述第一耦合波导与所述第二耦合波导上，所述
PN
型掺杂区与所述第一耦合波导和所述第二耦合波导连接；所述
PN
型掺杂区包括
N
型轻掺杂区与
P
型轻掺杂区，所述
N
型轻掺杂区与所述
P
型轻掺杂区沿光接收光路方向依次设置，所述
N
型轻掺杂区内设置有
N
型重掺杂区，所述
P
型轻掺杂区内设置有
P
型重掺杂区；所述
PN
型掺杂区用于接收所述耦合波导传输的光信号；
[0019]Ge
吸收区，设置于所述
N
型轻掺杂区与所述
P
型轻掺杂区上方，以降低所述
Ge
吸收区的厚度；所述
Ge
吸收区分别与所述
N
型轻掺杂区
、
所述
P
型轻掺杂区电连接，所述
N
型重掺杂区与所述
P
型重掺杂区均远离所述
Ge
吸收区，所述
Ge
吸收区的波导有效折射率大于所述第一耦合波导与所述第二耦合波导的有效折射率；所述
Ge
吸收区用于吸收传输的光信号并将所述光信号转换为电信号；
[0020]金属电极，设置于所述硅衬底上，所述金属电极包括
N
区金属电极与
P
区金属电极，所述
N
区金属电极与所述
N
型重掺杂区相接触，所述
P
区金属电极与所述
P
型重掺杂区相接触；所述金属电极用于传输所述电信号
。
[0021]本申请提供的光模块包括电路板及与电路板电连接的硅光芯片，硅光芯片用于接收光纤传输的信号光并对信号光进行电光转换；其中，硅光芯片包括硅衬底
、
光耦合器
、
第一输入波导
、
第一耦合波导
、
第二输入波导
、
第二耦合波导
、PN
型掺杂区
、Ge
吸收区及金属电极，光耦合器设置于硅衬底上，用于将光纤传输的信号光耦合至硅光芯片；第一输入波导设置于硅衬底上，第一输入波导与光耦合器的第一输出端电连接，第一输入波导用于传输光耦合器接收的光信号；第二输入波导设置于硅衬底上，第二输入波导与光耦合器的第二输出端连接，第二输入波导用于传输光耦合器接收的光信号；如此光耦合器将接收的信号光一分为二，一束信号光传输至第一输入波导内，另一束信号光传输至第二输入波导
。
第一耦合波导，设置于第一输入波导下方，第一耦合波导与第一输入波导的输出端连接，第一耦合波导的厚度尺寸小于第一输入波导的厚度尺寸，第一耦合波导输入端的宽度尺寸大于第一输入波导输出端的宽度尺寸，第一耦合波导用于传输第一输入波导输出的光信号；第二耦合波导设置于第二输入波导下方，第二耦合波导与第二输入波导的输出端连接，第二耦合波导的厚度小于第二输入波导的厚度，第二耦合波导的输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光模块，其特征在于，包括：电路板；硅光芯片，与所述电路板电连接，用于接收光纤传输的信号光并对所述信号光进行电光转换；其中，所述硅光芯片包括：硅衬底；光耦合器，设置于所述硅衬底上，所述光耦合器用于将所述光纤传输的信号光耦合至所述硅光芯片；第一输入波导，设置于所述硅衬底上，所述第一输入波导与所述光耦合器的第一输出端连接，所述第一输入波导用于传输所述光耦合器接收的光信号；第一耦合波导，设置于所述第一输入波导下方，所述第一耦合波导与所述第一输入波导的输出端连接，所述第一耦合波导的厚度尺寸小于所述第一输入波导的厚度尺寸，所述第一耦合波导输入端的宽度尺寸大于所述第一输入波导输出端的宽度尺寸；所述第一耦合波导用于传输所述第一输入波导输出的光信号；第二输入波导，设置于所述硅衬底上，所述第二输入波导与所述光耦合器的第二输出端连接，所述第二输入波导用于传输所述光耦合器接收的光信号；第二耦合波导，设置于所述第二输入波导下方，所述第二耦合波导与所述第二输入波导的输出端连接，所述第二耦合波导的厚度小于所述第二输入波导的厚度，所述第二耦合波导的输入端的宽度尺寸大于所述第二输入波导输出端的宽度尺寸；所述第二耦合波导用于传输所述第二输入波导输出的光信号；
PN
型掺杂区，设置于所述第一耦合波导与所述第二耦合波导上，所述
PN
型掺杂区与所述第一耦合波导和所述第二耦合波导连接；所述
PN
型掺杂区包括
N
型轻掺杂区与
P
型轻掺杂区，所述
N
型轻掺杂区与所述
P
型轻掺杂区沿光接收光路方向依次设置，所述
N
型轻掺杂区内设置有
N
型重掺杂区，所述
P
型轻掺杂区内设置有
P
型重掺杂区；所述
PN
型掺杂区用于接收所述耦合波导传输的光信号；
Ge
吸收区，设置于所述
N
型轻掺杂区与所述
P
型轻掺杂区上方，以降低所述
Ge
吸收区的厚度；所述
Ge
吸收区分别与所述
N
型轻掺杂区
、
所述
P
型轻掺杂区电连接，所述
N
型重掺杂区与所述
P
型重掺杂区均远离所述
Ge
吸收区，所述
Ge
吸收区的波导有效折射率大于所述第一耦合波导与所述第二耦合波导的有效折射率；所述
Ge
吸收区用于吸收传输的光信号并将所述光信号转换为电...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋少帅，高凤，赵其圣，
申请(专利权)人：青岛海信宽带多媒体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：