【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光通信器件领域，涉及但不限于一种片上系统及其制造方法。
技术介绍
1、硅光子技术是基于硅和硅基材料，利用现有互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光子技术结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。这种结合得力于半导体晶圆制造的可扩展性，因而能够降低成本。
2、在光电子系统中，电光调制器是实现电光信号转换的关键组件，其性能决定了光通信的传输速率。然而，目前电光调制器的带宽难以满足下一代高速光模块的传输速率要求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开实施例提供了一种片上系统及其制造方法。
2、第一方面，本公开实施例提供了一种片上系统，所述片上系统包括衬底和电光调制器，所述电光调制器包括：
3、输入光波导，位于所述衬底上方；
4、输出光波导，位于所述衬底上方且与所述输入光波导沿第一方向并列设置；其中，所述第一方向平行于所述衬底所在的平面；
5、调制波导，位于所述输入光波导和所述输出光波导上方；其中，所述调制波导的输入端和所述输入光波导在所述衬底上的投影至少部分重合，所述调制波导的输出端和所述输出光波导在所述衬底上的投影至少部分重合，所述调制波导的输入端和所述调制波导的输出端沿所述第一方向相对；所述调制波导的材料包括具有线性电光效应的材料
6、第一电极结构，位于所述调制波导沿第二方向相对的两侧；所述第二方向平行于所述衬底所在的平面，所述第二方向与所述第一方向相交。
7、在一些实施例中，所述电光调制器还包括：
8、中间光波导，位于所述衬底和所述调制波导之间；其中，所述中间光波导的第一端与所述输入光波导连接，所述中间光波导的第二端与所述输出光波导连接，所述第一端和所述第二端沿所述第一方向相对；所述中间光波导、所述输入光波导和所述输出光波导的材料相同。
9、在一些实施例中，所述中间光波导的材料包括具有载流子色散效应的材料；所述电光调制器还包括：
10、第二电极结构，位于所述衬底和所述第一电极结构之间；其中，所述第二电极结构位于所述中间光波导沿所述第二方向相对的两侧。
11、在一些实施例中，所述片上系统还包括：
12、主路波导，所述主路波导的输入端与所述输出光波导连接；
13、第一光电探测器，与所述主路波导的输出端连接；其中，所述第一光电探测器用于将所述主路波导输出的光信号转化为电信号。
14、在一些实施例中，所述片上系统还包括：
15、支路波导，所述支路波导的输入端与所述主路波导耦合；
16、第二光电探测器，与所述支路波导的输出端连接；其中，所述第二光电探测器用于监测所述主路波导中传输的光信号的强度和/或频率。
17、在一些实施例中，所述片上系统还包括：
18、片上光器件，所述片上光器件耦合在所述主路波导的输入端和输出端之间；其中，所述片上光器件包括波分复用器、可变光衰减器和光放大器中的至少一个。
19、在一些实施例中，所述调制波导的材料包括锆钛酸铅。
20、第二方面，本公开实施例提供了一种片上系统的制造方法，包括：
21、提供衬底；
22、在所述衬底上方形成沿第一方向并列设置的输入光波导和输出光波导；其中，所述第一方向平行于所述衬底所在的平面；
23、在所述输入光波导和所述输出光波导上方形成调制波导；其中，所述调制波导的输入端和所述输入光波导在所述衬底上的投影至少部分重合，所述调制波导的输出端和所述输出光波导在所述衬底上的投影至少部分重合，所述调制波导的输入端和所述调制波导的输出端沿所述第一方向相对；所述调制波导的材料包括具有线性电光效应的材料；
24、在所述调制波导沿第二方向相对的两侧形成第一电极结构；所述第二方向平行于所述衬底所在的平面，所述第二方向与所述第一方向相交。
25、在一些实施例中，所述制造方法还包括：
26、在形成所述调制波导之前，在所述衬底上方形成中间光波导；其中，所述中间光波导的第一端与所述输入光波导连接，所述中间光波导的第二端与所述输出光波导连接，所述第一端和所述第二端沿所述第一方向相对；所述中间光波导、所述输入光波导和所述输出光波导的材料相同；
27、在形成所述第一电极结构之前，在所述衬底上方形成第二电极结构；其中，所述第二电极结构位于所述中间光波导沿所述第二方向相对的两侧。
28、在一些实施例中，所述制造方法还包括：
29、形成主路波导；其中，所述主路波导的输入端与所述输出光波导连接；
30、形成支路波导；其中，所述支路波导的输入端与所述主路波导耦合；
31、形成与所述主路波导的输出端连接的第一光电探测器；其中，所述第一光电探测器用于将所述主路波导输出的光信号转化为电信号；
32、形成与所述支路波导的输出端连接的第二光电探测器；其中，所述第二光电探测器用于监测所述主路波导中传输的光信号的强度和/或频率。
33、本公开实施例中，调制波导位于输入光波导和输出光波导的上方，且调制波导包括具有线性电光效应的材料。如此，一方面，由于调制波导采用具有线性电光效应的材料，可以大幅度提高电光调制器的带宽和调制速率；另一方面，调制波导、输入光波导和输出光波导可以直接在衬底上加工制造获得，即电光调制器可以直接集成在片上系统中，从而提高了片上系统的集成度。
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1.一种片上系统，其特征在于，所述片上系统包括衬底和电光调制器，所述电光调制器包括：
2.根据权利要求1所述的片上系统，其特征在于，所述电光调制器还包括：
3.根据权利要求2所述的片上系统，其特征在于，所述中间光波导的材料包括具有载流子色散效应的材料；所述电光调制器还包括：
4.根据权利要求1所述的片上系统，其特征在于，所述片上系统还包括：
5.根据权利要求4所述的片上系统，其特征在于，所述片上系统还包括：
6.根据权利要求4所述的片上系统，其特征在于，所述片上系统还包括：
7.根据权利要求1所述的片上系统，其特征在于，所述调制波导的材料包括锆钛酸铅。
8.一种片上系统的制造方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：
10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：
【技术特征摘要】
1.一种片上系统，其特征在于，所述片上系统包括衬底和电光调制器，所述电光调制器包括：
2.根据权利要求1所述的片上系统，其特征在于，所述电光调制器还包括：
3.根据权利要求2所述的片上系统，其特征在于，所述中间光波导的材料包括具有载流子色散效应的材料；所述电光调制器还包括：
4.根据权利要求1所述的片上系统，其特征在于，所述片上系统还包括：
5.根据权利要求4所述的片上系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，肖希，陈代高，张红广，
申请(专利权)人：武汉光谷信息光电子创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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