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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料结构,具体涉及一种光电材料调制器及其制作方法。
技术介绍
1、电光调制器是光通信系统和微波光子系统的核心器件,通过外加电场引起材料折射率的变化来调控自由空间或光波导中传播的光。现有技术中,为了通过外加电场引起材料折射率的变化来调控自由空间或光波导中传播的光,会在薄膜铌酸锂(简称tfln)和钽酸锂脊型波导调制器结构的两侧肩部设置电极,一般为金或其它金属材料的复合金属层。
2、铌酸锂波导顶层的电极,如果直接全部和铌酸锂接触,会产生金属的光学吸收损耗。如果在薄膜铌酸锂与电极金属板之间间隔一个氧化硅缓冲层的话,除了衬底寄生电容,顶上也会寄生一个电容,容易产生铌酸锂调制器性能的直流偏置点漂移问题,即直流dc相位漂移现象,导致半波电压vpil随dc电流偏置和频率变化的漂移。但从光电调制器和通讯芯片的系统综合性能上看,金属的光学吸收损耗影响比较重要,因此,一般产业化薄膜光电调制器倾向于采用间隔一个氧化硅层的电极设置方式。
3、因此,如何设计一种既能防止金属电极对tfln波导中光的损耗,又能降低dc漂移的电光调制器结构,具有重要意义。
技术实现思路
1、基于上述表述,本专利技术提供了一种新的电光材料调制器结构,其可以兼顾金属电极的吸收损耗与直流偏置点漂移问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种光电材料调制器,包括衬底、制作在衬底上的脊形波导、制作在脊形波导上的缓冲层以及制作在缓冲层上的电极,所述脊形波导由压电材料制备而成
3、上述光电材料调制器,保留了缓冲层的存在,减少了金属的光学吸收损耗,通过设置电荷泄放通道,改善了直流dc相位漂移现象,兼顾了金属电极的吸收损耗与直流偏置点漂移问题。
4、在上述技术方案的基础上,本专利技术还可以做如下改进。
5、进一步的,所述电荷泄放通道为刻蚀在电极下方的缓冲层中的多个离散点状接触孔隙,且远离脊形波导脊部。
6、进一步的,单个所述接触孔隙的大小小于0.5μm*0.5μm。
7、进一步的,所述接触孔隙中填充高阻抗材料或电极金属层。
8、进一步的,所述衬底上制作有二氧化硅层,所述脊形波导制作在二氧化硅层上。
9、进一步的,所述缓冲层为二氧化硅缓冲层。
10、作为一种优选的实施方式,该光电材料调制器还包括薄膜电阻层,所述薄膜电阻层位于衬底和缓冲层之间,且包括制作在脊形波导的肩部上方的第一部分以及制作在脊形波导的肩部两侧的第二部分,所述第一部分和第二部分为一整体。
11、该光电材料调制器,进一步通过设置薄膜电阻层,一方面可以避免金属电极离波导太近造成的光吸收损耗,另一方面可以拉近电场电极与ln脊波导之间的间距,提高调制器带宽。
12、进一步的,所述电荷泄放通道位于薄膜电阻层第二部分上方的缓冲层中。
13、本专利技术还提供了上述光电材料调制器的制作方法,包括以下步骤:
14、s1,在衬底上蒸镀一层二氧化硅层,之后将压电材料键合到二氧化硅层上,并通过热退火的方式剥离出压电材料薄膜,然后抛光降低表面粗糙度;
15、s2,在压电材料薄膜上刻蚀形成脊形波导;
16、s3,在脊形波导上沉积缓冲层,并在缓冲层上远离脊形波导脊部区域刻蚀出多个离散的点状接触孔隙作为电荷泄放通道;
17、s4,在电荷泄放通道上制作与所述电荷泄放通道连接的电极。
18、进一步的,还包括在接触孔隙中填充高阻抗材料或电极金属层的步骤。
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1.一种光电材料调制器,包括衬底、制作在衬底上的脊形波导、制作在脊形波导上的缓冲层以及制作在缓冲层上的电极,所述脊形波导由压电材料制备而成,其特征在于,还包括电荷泄放通道,所述电荷泄放通道用于将DC偏置下在压电材料和缓冲层中的自由移动电荷及时抽取走或复合掉,避免形成累积。
2.根据权利要求1所述的光电材料调制器,其特征在于,所述电荷泄放通道为刻蚀在电极下方的缓冲层中的多个离散点状接触孔隙,且远离脊形波导脊部。
3.根据权利要求2所述的光电材料调制器,其特征在于,单个所述接触孔隙的大小小于0.5μm*0.5μm。
4.根据权利要求2所述的光电材料调制器,其特征在于,所述接触孔隙中填充高阻抗材料或电极金属层。
5.根据权利要求1所述的光电材料调制器,其特征在于,所述衬底上制作有二氧化硅层,所述脊形波导制作在二氧化硅层上。
6.根据权利要求1所述的光电材料调制器,其特征在于,所述缓冲层为二氧化硅缓冲层。
7.根据权利要求1~6任一项所述的光电材料调制器,其特征在于,还包括薄膜电阻层,所述薄膜电阻层位于衬底和缓冲层之
8.根据权利要求7所述的光电材料调制器,其特征在于,所述电荷泄放通道位于薄膜电阻层第二部分上方的缓冲层中。
9.根据权利要求1~8任一项所述的光电材料调制器的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的光电材料调制器的制作方法,其特征在于,还包括在接触孔隙中填充高阻抗材料或电极金属层的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种光电材料调制器,包括衬底、制作在衬底上的脊形波导、制作在脊形波导上的缓冲层以及制作在缓冲层上的电极,所述脊形波导由压电材料制备而成,其特征在于,还包括电荷泄放通道,所述电荷泄放通道用于将dc偏置下在压电材料和缓冲层中的自由移动电荷及时抽取走或复合掉,避免形成累积。
2.根据权利要求1所述的光电材料调制器,其特征在于,所述电荷泄放通道为刻蚀在电极下方的缓冲层中的多个离散点状接触孔隙,且远离脊形波导脊部。
3.根据权利要求2所述的光电材料调制器,其特征在于,单个所述接触孔隙的大小小于0.5μm*0.5μm。
4.根据权利要求2所述的光电材料调制器,其特征在于,所述接触孔隙中填充高阻抗材料或电极金属层。
5.根据权利要求1所述的光电材料调制器,其特征在于,所述衬底上制作有...
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