【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于硅基光子集成，尤其涉及一种兼容锗硅探测器和薄膜铌酸锂调制器的硅光集成芯片。
技术介绍
1、近年来，硅基光子集成被视为大带宽、低功耗光互连的理想解决方案之一。利用硅光技术的硅光集成芯片可集成多路高速调制器，探测器以及波分复用/解复用等器件，可满足大容量通信的需求。电光调制器作为硅光集成芯片中的一项核心器件，其性能对硅光集成芯片的总体性能起到至关重要的作用。目前主流的硅基电光调制器利用等离子色散效应，采用硅波导掺杂的方式形成pn结，不仅调制区域光传输损耗较大，而且调制器的电光带宽受限，较难大于50ghz，无法满足未来更高波特率信号传输的使用场景。
2、为解决上述技术问题，铌酸锂linbo3因其在整个电信通信波段透明，具有很强的电光效应等优点，近几十年来被作为电光调制器的理想材料。由于传统的铌酸锂电光调制器的尺寸较大，往往达到几厘米或十几厘米，且难以集成其他器件，因此较难往小型化集成化方向发展。近年来，薄膜铌酸锂电光调制器采用刻蚀铌酸锂薄膜形成光波导的方式大大提高了调制效率，因此将调制器的尺寸减小了一个数量级，如几毫米调制区长度，带宽也得到显著提升，可高达100ghz。虽然小型化得到显著改善，但是集成度方面依然受限，这种集成有一定的难度，现有的硅光平台采用cmos兼容工艺，可制作锗硅探测器，热调相移器以及各类无源器件，但难以直接将铌酸锂材料添加进硅光工艺。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种兼容锗硅探测器和薄膜铌酸锂调制器的硅光集成芯片。为
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种适用于硅光集成芯片的硅基薄膜铌酸锂调制器，其中锗硅结构探测器以单片集成的方式集成在硅光集成芯片上，
3、所述硅基薄膜铌酸锂调制器包括：
4、硅光波导；
5、薄膜铌酸锂波导，所述薄膜酸锂波导倒贴在硅光波导的上方；
6、垂直绝热耦合器，所述垂直绝热耦合器将所述硅光波导中的光导入到所述薄膜铌酸锂波导中，以及将所述薄膜铌酸锂波导中的光导回至所述硅光波导中。
7、本专利技术采用如下技术方案：
8、在一些可选的实施例中，提供一种兼容锗硅探测器和薄膜铌酸锂调制器的硅光集成芯片，包括：薄膜铌酸锂调制器以及单片集成在硅光集成芯片中的锗硅结构探测器；所述薄膜铌酸锂调制器包括：位于第一衬底上的硅光波导以及位于第二衬底上且倒贴在所述硅光波导一侧的薄膜铌酸锂波导。
9、进一步的，所述薄膜铌酸锂调制器还包括：垂直绝热耦合器，所述垂直绝热耦合器将所述硅光波导中的光导入到所述薄膜铌酸锂波导中，以及将所述薄膜铌酸锂波导中的光导回至所述硅光波导中。
10、进一步的，所述硅光波导对应的第一衬底为绝缘衬底上的硅衬底，所述硅光波导由soi晶圆的顶层硅刻蚀而成；所述薄膜铌酸锂波导对应的第二衬底为绝缘衬底上的硅衬底或铌酸锂衬底，所述薄膜铌酸锂波导在其他工艺平台制作完成后贴合在所述硅光集成芯片上对应于所述硅光波导的位置处。
11、进一步的，所述硅光波导的宽度范围为300-1000nm，高度范围为100-500nm；所述薄膜铌酸锂波导的宽度范围为600-3000nm，高度范围为300-1000nm。
12、进一步的，所述硅光集成芯片上设置用于容纳所述薄膜铌酸锂波导的刻蚀槽，所述刻蚀槽开设在所述硅光波导与所述薄膜铌酸锂波导之间。
13、进一步的，所述的兼容锗硅探测器和薄膜铌酸锂调制器的硅光集成芯片，还包括：第一金属层及第二金属层；所述第一金属层作为所述薄膜铌酸锂调制器的行波调制电极，所述第二金属层作为所述薄膜铌酸锂调制器的电输入信号的电接触接口。
14、进一步的，所述薄膜铌酸锂波导的中心位于所述第一金属层电极间距的中心。
15、进一步的，所述第一金属层的厚度范围为300-1000nm；所述第二金属层的厚度范围为1000-3000nm；所述锗硅结构探测器的锗层厚度范围为300-1000nm，宽度范围为1-20μm。
16、进一步的，所述薄膜铌酸锂调制器还包括：硅基3db光分束器及硅基3db光合束器；所述硅基3db光分束器将输入的光等分成两束，两束光分别通过所述垂直绝热耦合器进入所述薄膜铌酸锂波导中，再通过所述垂直绝热耦合器进入所述硅光波导中，最后通过所述硅基3db光合束器进行干涉后输出。
17、进一步的，所述第一金属层形成cpw形式的行波电极传输线，射频信号的馈入通过所述第二金属层完成，行波电极的终端负载采用掺杂硅形成。
18、本专利技术所带来的有益效果：本专利技术采用混合集成方式将薄膜铌酸锂调制器集成到硅光集成芯片，完成集成后的集成芯片既拥有高速调制器，也具备高速探测器，可更好的满足未来通信对信号传输速率的要求；保证小型化的前提下大幅提升集成度；大大提高了调制效率和带宽。
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1.一种适用于硅光集成芯片的硅基薄膜铌酸锂调制器，其中锗硅结构探测器以单片集成的方式集成在硅光集成芯片上，
2.根据权利要求1所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种适用于硅光集成芯片的硅基薄膜铌酸锂调制器，其中锗硅结构探测器以单片集成的方式集成在硅光集成芯片上，
2.根据权利要求1所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的硅基薄膜铌酸锂调制器，其特征在于，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的硅基薄膜铌酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚东，蔡鹏飞，蘇宗一，潘栋，
申请(专利权)人：NANO科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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