一种磁光效应驱动的非易失性光开关及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种磁光效应驱动的非易失性光开关及其制备方法，该非易失性开关包括SOI衬底和钆镓石榴石衬底；所述SOI衬底包括自下而上的硅衬底、埋氧层和顶层硅；所述钆镓石榴石衬底上生长有铈掺杂的钇铁石榴石铁氧体；所述埋氧层通过刻蚀形成两个并列的凹槽，所述顶层硅通过刻蚀形成硅波导；每个凹槽内部设有导电金属层，所述导电金属层上表面包括CoFeB阵列；所述钆镓石榴石衬底下表面键合在硅波导上表面。本发明专利技术成功规避了由于晶相差异以及生长温度过高导致的无法将高质量的Ce:YIG材料与硅光集成光路实现单片集成的问题，从而提供了在硅基上实现非易失性光开关的一种技术方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种磁光效应驱动的非易失性光开关及其制备方法。

技术介绍

1、随着光通信市场需求的激增，硅光子电路的集成度、复杂度和成熟度已经上升到一个前所未有的高度，硅光子集成电路对于开关的需求是极大的，常规的开关操作需要电偏压，增加了器件的总功耗；此外，系统中处理和计算芯片速度与数据访问储存芯片速度的错配，造成了冯诺依曼瓶颈的出现，计算存储芯片一体化是突破此瓶颈的热门技术方案，而非易失性光开关是其中的核心器件。非易失性开关切换指的是器件具备在两个或多个量子态之间可逆地进行切换的能力，并且在保持不同量子态时不需要消耗额外的能量，即在没有恒定的外部激励源时，器件的开关状态不会突然消失，会被长期保留，此功能的加入有助于超低能耗、高速切换的可重构光子器件的实现。

2、目前，硅基非易失性光开关的实现主要是两种方向，一种是在传统电储存的技术框架内通过控制载流子来实现非易失性开关切换；另一种则是通过异质集成，将硅基平台与具有特殊光性能响应的材料结合来实现非易失性开关切换。其中，后者以室温相变材料ge2sb2te5(gst)的研究报道本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磁光效应驱动的非易失性光开关，其特征在于，包括SOI衬底和钆镓石榴石衬底；所述SOI衬底包括自下而上的硅衬底、埋氧层和顶层硅；所述钆镓石榴石衬底上生长有铈掺杂的钇铁石榴石铁氧体；所述埋氧层通过刻蚀形成两个并列的凹槽，所述顶层硅通过刻蚀形成硅波导；每个凹槽内部设有导电金属层，所述导电金属层上表面包括CoFeB阵列；所述钆镓石榴石衬底下表面键合在硅波导上表面。

2.根据权利要求1所述的磁光效应驱动的非易失性光开关，其特征在于，所述硅波导由两个凹槽之间的埋氧层上顶层硅刻蚀而成。

3.根据权利要求1所述的磁光效应驱动的非易失性光开关，其特征在于，所述CoFeB阵列...

【技术特征摘要】

1.一种磁光效应驱动的非易失性光开关，其特征在于，包括soi衬底和钆镓石榴石衬底；所述soi衬底包括自下而上的硅衬底、埋氧层和顶层硅；所述钆镓石榴石衬底上生长有铈掺杂的钇铁石榴石铁氧体；所述埋氧层通过刻蚀形成两个并列的凹槽，所述顶层硅通过刻蚀形成硅波导；每个凹槽内部设有导电金属层，所述导电金属层上表面包括cofeb阵列；所述钆镓石榴石衬底下表面键合在硅波导上表面。

2.根据权利要求1所述的磁光效应驱动的非易失性光开关，其特征在于，所述硅波导由两个凹槽之间的埋氧层上顶层硅刻蚀而成。

3.根据权利要求1所述的磁光效应驱动的非易失性光开关，其特征在于，所述cofeb阵列由导电金属层上表面沉积的铁磁性cofeb薄膜刻蚀形成。

4.根据权利要求3所述的磁光效应驱动的非易失性光开关，其特征在于，所述cofeb阵列由多个cofeb单元组成，每个单元间距为0.7~0.9μm，排列方向与硅波导方向垂直。

5.一种磁光效应驱动的非易失性光开关的制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾友宏，杨荣，余明斌，
申请(专利权)人：上海铭锟半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：