单晶硅局域SOI衬底、光电器件及制备方法

    公开(公告)号:CN112242342B

    公开(公告)日:2024-12-10

    申请号:CN201910645972.9

    申请日:2019-07-17

    Abstract: 本发明提供一种单晶硅局域SOI衬底、光电器件及制备方法,制备方法包括:1)在硅衬底上刻蚀出局域SOI区域槽;2)于局域SOI区域槽及硅衬底表面沉积介质层,并抛光形成平坦表面,平坦表面停留在介质层表面,且在所述介质层中刻蚀出种子槽;3)沉积非晶硅层于种子槽及介质层表面,抛光形成平坦表面,并通过热退火固相外延工艺使非晶硅层重新结晶,形成单晶硅层,以形成所述单晶硅局域SOI衬底;4)于硅衬底及其上方的单晶硅层制备电学器件,于介质层上的单晶硅层上制备光学器件。采用本发明的方法可以在体硅衬底上形成局域SOI,从而实现光芯片与电芯片的单片集成。

    一种波导型光电探测器及其制备方法

    公开(公告)号:CN112201723B

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN201910612095.5

    申请日:2019-07-08

    Abstract: 本申请提供一种波导型光电探测器及其制备方法。该波导型光电探测器包括:形成于绝缘体上的硅衬底的顶层硅中的第一掺杂硅区;形成于第一掺杂硅区表面的本征硅层;形成于本征硅层表面的第二掺杂硅层,第二掺杂硅层为N型掺杂;形成于第二掺杂硅层表面的本征材料层;形成于本征材料层表面的第三掺杂层;形成于绝缘体上的硅衬底的顶层硅中的第四掺杂硅区;以及光波导,其形成于绝缘体上的硅衬底的埋氧层表面。本申请通过将两个探测波长范围不同的光电探测器背对背串联,实现对不同波段的光的探测,由此,该波导型光电探测器能够实现器件的光谱响应带宽的可调节;此外,能够克服垂直入射型光电探测器的带宽和响应度之间的相互制约关系,同时也便于与其它器件集成。

    一种光芯片上的宽带定向耦合器
    3.
    发明公开

    公开(公告)号:CN118151293A

    公开(公告)日:2024-06-07

    申请号:CN202211551518.5

    申请日:2022-12-05

    Inventor: 邢宇飞 蔡艳 汪巍

    Abstract: 本发明提供的光芯片上的宽带定向耦合器,包括平行设置且长度相等的第一波导和第二波导,且形成功率耦合区及相位补偿区,由于相位补偿区内的波导宽度不同,使得光在第一波导与第二波导传输过程中出现一定的光程差,即光在传输过程中产生相位差,补偿功率耦合的色散;通过功率耦合区和相位补偿区的交替排列形成的五级结构,实现了定向耦合器任意分光比的设计需求,提高了宽带范围;功率耦合区与相位补偿区之间使用对称的楔形波导连接,避免了基模光在不同区域连接处向高阶模式的转换,减小了功率耦合与光的波长的相关性,提高了定向耦合器的应用范围。

    硅光器件及其制备方法
    4.
    发明公开

    公开(公告)号:CN117637877A

    公开(公告)日:2024-03-01

    申请号:CN202210993737.2

    申请日:2022-08-18

    Abstract: 本发明提供一种硅光器件及其制备方法,先依据刻蚀深度的不同依次在SOI衬底的顶层硅上刻蚀出硅基光栅结构、脊形波导和条形波导,然后先对显露的脊形波导两侧进行掺杂,接着通过采用化学机械抛光(CMP)结合湿法刻蚀的方法去除硬掩膜图形,最后通过掺杂工艺制备出调制器和探测器。由于需要通过湿法腐蚀工艺去除的硬掩膜图形的剩余厚度较小,埋氧层上还有二氧化硅层的保护,可避免直接长时间采用湿法刻蚀工艺对光波导器件带来的损伤,因此不会产生埋氧层被侵蚀而产生侧向槽的缺陷,进而有效降低光波导的传输损耗,保证器件的性能。

    相移器及硅基电光调制器

    公开(公告)号:CN110955066B

    公开(公告)日:2023-08-01

    申请号:CN201811134136.6

    申请日:2018-09-27

    Abstract: 本发明提供一种相移器及硅基电光调制器,相移器包括:第一掺杂类型半导体层;第二掺杂类型半导体层,与第一掺杂类型半导体层间隔排布;第一介质层,位于第一掺杂类型半导体与第二掺杂类型半导体层之间;第二介质层,位于第一介质层与第二掺杂类型半导体层之间;插入材料层,位于第一介质层与第二介质层之间,插入材料层在外部驱动电压的作用下产生负电容效应。本发明的相移器通过增设在外部驱动电压的作用下可以产生负电容效应的插入材料层,负电容效应可使得相移器内部电压得到放大,当相移器用于硅基电光调制器时,可以减小硅基电光调制器正常工作所需的外部驱动电压,大大提高硅基电光调制器的调制效率,降低硅基电光调制器的功耗。

    一种大波长控制扫描角度的光学相控阵

    公开(公告)号:CN116413974A

    公开(公告)日:2023-07-11

    申请号:CN202111638186.X

    申请日:2021-12-29

    Abstract: 本发明提供一种大波长控制扫描角度的光学相控阵,该大波长控制扫描角度的光学相控阵包括光开关及多个光学相控子阵列,其中,光开关包括多个输出端;多个光学相控子阵列分别与光开关的不同输出端相连,光学相控子阵列包括依次相连的分束器、移相器及发射光栅结构,不同光学相控子阵列的发射光栅结构的光栅周期不同。本发明利用光开关加光学相控阵子阵列的方式来增大波长控制的扫描角度,其中,利用光开关选择工作的光学相控阵子阵列,两个子阵列在相同的激光器波长范围内,对应的偏转角度恰好互补,通过切换工作的子阵列就可以实现波长控制扫描角度的扩大,提高波长控制扫描角度的效率,通过增加子阵列的数量可以进一步增大波长控制的扫描角度。

    波导型光电探测器的制备方法
    7.
    发明公开

    公开(公告)号:CN116247117A

    公开(公告)日:2023-06-09

    申请号:CN202111485476.5

    申请日:2021-12-07

    Abstract: 本发明提供一种波导型光电探测器的制备方法,包括:1)提供一衬底,对衬底进行刻蚀,形成探测器区域;2)对探测器区域的进行N型轻掺杂形成N型掺杂区,再对局部区域进行N型重掺杂形成N型重掺杂区;3)于N型掺杂区上形成第一锗光吸收层,于第一锗光吸收层上形成P型重掺杂的锗材料层;4)于P型重掺杂的锗材料层上形成第二锗光吸收层以及位于第二锗光吸收层上的N型重掺杂的锗材料层。本发明通过采用双端输入的光电探测器和背对背的PN结结构,可以明显减小空间电荷效应的影响,实现高饱和输出功率的光电探测器。

    一种波导集成型光电探测器及其制作方法

    公开(公告)号:CN111326533B

    公开(公告)日:2023-01-13

    申请号:CN201811533861.0

    申请日:2018-12-14

    Inventor: 汪巍 方青 余明斌

    Abstract: 本发明提供一种波导集成型光电探测器及其制作方法,该探测器包括光电探测器及光循环结构,光循环结构包括n个模式转换反向器,模式转换反向器包括TEi‑TEj非对称定向耦合器、反向器及TEj‑TEi+1非对称定向耦合器,用于实现TEi‑TEi+1模式光之间的转换及光的反向,通过引入n个模式转换反向器,可以实现光的n+1次循环利用。在光经过n+1次循环后,通过引入TEn‑TEk非对称定向耦合器及环形反向器实现TEn模式光的反向,TEn光再次进入探测器,进而再次通过n个模式转换反向器,再次实现光的n次循环。本发明能够实现更高效的光吸收效率,有效减小探测器长度,减小器件尺寸,更容易实现低暗电流、低电容和高响应度光电探测器的制备,且光学带宽大,对波导尺寸、温度不敏感,工艺容差大。

    用于相控阵发射阵列的波导光栅天线及其形成方法

    公开(公告)号:CN111751926B

    公开(公告)日:2022-08-26

    申请号:CN201910243172.4

    申请日:2019-03-28

    Abstract: 本发明涉及集成光子器件领域,尤其涉及一种用于相控阵发射阵列的波导光栅天线及其形成方法。所述用于相控阵发射阵列的波导光栅天线,包括:衬底;第一波导层,位于所述衬底表面;第二波导层,沿垂直于所述衬底的方向设置于所述第一波导层上方,且所述第二波导层中具有光栅结构;所述第一波导层与所述第二波导层之间能够进行倏逝波耦合,有利于控制光栅的长度以增大相控阵列的分辨率,提高了垂直方向的非对称性,从而提高波导光栅天线的方向性。本发明减少了光向衬底的泄露,提高了光向上发射的比例,进而提高了光的发射效率以及相控阵列的探测距离,有助于需要高功率输出器件的实现。

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