【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种单片集成电光调制器及制备方法。
技术介绍
1、目前，实现大规模数据计算与高速传输，是当前生成式人工智能和物联网发展的核心研究领域。而数据计算量的快速增长会直接导致数据中心间“东西向”流量剧增，这使得更加经济高效的光网络来支持高速、高保真度信息传输。基于大规模片上光学器件集成技术，光计算和光电互联利用光子这一物理媒介作为信息载体，展现出高传输速率、低能耗的优越性能，另外，光电融合下的电光调制技术有机地将电信号处理和光信号传输结合，高保真地将电信号编码到光载波中，这有利于我们实现电互连和光互连在各类应用下的快速切换。
2、高速电光调制器作为光网络中的核心器件，目前已经被广泛研究。相关技术中，通常是基于硅材料的载流子色散效应和三五族材料的量子约束斯塔克效应来实现片上电光调制。但这类调制机制决定的线性度低、带宽小等劣势阻碍了其相关器件在高频率大数据流电光转换下的应用。相较于上述材料体系，铌酸锂材料和钽酸锂材料作为新兴的材料体系，其基于二阶非线性的泡克尔斯(pockels)效应能够实现高线性度光调制，同时可以保证光学信号传输下的低损耗、大调制速率，可适配未来800g光模块的产业化需求。然而，在利用铌酸锂材料或钽酸锂材料实现电光调制器时，光波折射率与微波折射率并不能很好地匹配，从而限制了铌酸锂材料或钽酸锂材料在高速电光调制器中的应用。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种单片集成电光调制器及制备方法。
2、一方面，本申请实
3、电光材料层形成在衬底上，电光材料层中形成有光传输波导；
4、折射率调控结构包括介电材料层，介电材料层设置在电光材料层上；
5、电极层设置在介电材料层上。
6、在一些可选的实施例中，折射率调控结构还包括空气腔，空气腔形成在电极层与电光材料层之间。
7、在一些可选的实施例中，介电材料层的材质为氧化硅、硅倍半环氧乙烷、苯并环丁烯、聚亚酰胺中的一种。
8、在一些可选的实施例中，介电材料层的厚度为0.2μm-3μm。
9、在一些可选的实施例中，电极层中形成有射频信号输入电极和偏置电极。
10、在一些可选的实施例中，射频信号输入电极为t型行波电极。
11、在一些可选的实施例中，衬底为硅基衬底、碳化硅基衬底、蓝宝石衬底中的一种。
12、在一些可选的实施例中，电光材料层的材质为铌酸锂、钽酸锂、钛酸钡中的一种。
13、在一些可选的实施例中，光传输波导包括直波导和耦合波导。
14、另一方面，本申请实施例公开了一种单片集成电光调制器的制备方法，所述方法包括：
15、提供初始半导体结构；初始半导体结构包括衬底和形成在衬底上的电光材料层；
16、在电光材料层中形成光传输波导；
17、在电光材料层上形成折射率调控结构；其中，折射率调控结构包括介电材料层，介电材料层设置在所述电光材料层上；
18、在介电材料层上形成电极层，得到电光调制器。
19、本申请实施例提供的技术方案具有如下技术效果：
20、本申请实施例所述的单片集成电光调制器，通过在电光调制器中设计折射率调控结构来对微波的有效折射率进行调控，使其能够与光波的有效折射率匹配，从而实现了高传输速率、低能耗的单片集成高速电光调制器。
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1.一种单片集成电光调制器，其特征在于，包括：衬底(10)、电光材料层(20)、折射率调控结构(30)和电极层(40)；
2.根据权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，所述折射率调控结构(30)还包括空气腔，所述空气腔形成在所述电极层(40)与所述电光材料层(20)之间。
3.根据权利要求1或2所述的电光调制器，其特征在于，所述介电材料层(31)的材质为氧化硅、硅倍半环氧乙烷、苯并环丁烯、聚亚酰胺中的一种。
4.根据权利要求3所述的电光调制器，其特征在于，所述介电材料层(31)的厚度为0.2μm-3μm。
5.根据权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，所述电极层(40)中形成有射频信号输入电极和偏置电极。
6.根据权利要求5所述的电光调制器，其特征在于，所述射频信号输入电极为T型行波电极。
7.根据权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，所述衬底(10)为硅基衬底(10)、碳化硅基衬底(10)、蓝宝石衬底(10)中的一种。
8.根据权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，所述电光材料层(20)
9.根据权利要求7或8所述的电光调制器，其特征在于，所述光传输波导(21)包括直波导和耦合波导。
10.一种单片集成电光调制器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种单片集成电光调制器，其特征在于，包括：衬底(10)、电光材料层(20)、折射率调控结构(30)和电极层(40)；
2.根据权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，所述折射率调控结构(30)还包括空气腔，所述空气腔形成在所述电极层(40)与所述电光材料层(20)之间。
3.根据权利要求1或2所述的电光调制器，其特征在于，所述介电材料层(31)的材质为氧化硅、硅倍半环氧乙烷、苯并环丁烯、聚亚酰胺中的一种。
4.根据权利要求3所述的电光调制器，其特征在于，所述介电材料层(31)的厚度为0.2μm-3μm。
5.根据权利要求1所述的电光调制器，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，王成立，蔡佳辰，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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