[发明专利]光耦合结构及其制备方法、包括光耦合结构的硅基芯片

说明书

本申请实施例提供了光耦合结构及其制备方法，包括光耦合结构的硅基芯片，所述光耦合结构用于传输连续光，所述光耦合结构包括：衬底以及位于所述衬底上方的多个光耦合层；多个所述光耦合层沿垂直于所述衬底的方向间隔设置，远离所述衬底的所述光耦合层沿垂直于所述衬底的方向上的厚度大于靠近所述衬底的所述光耦合层沿垂直于所述衬底的方向上的厚度；且任意相邻两个所述光耦合层在所述衬底上的投影部分重叠；其中，所述连续光由远离所述衬底的所述光耦合层向靠近所述衬底的所述光耦合层传输。

技术领域

本申请实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及光耦合结构及其制备方法、包括光耦合结构的硅基芯片。

背景技术

硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、绝缘体上硅等)，利用现有互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光子技术结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。这种结合得力于半导体晶圆制造的可扩展性，因而能够降低成本。

然而，目前光源和调制器之间的集成仍存在耦合效率不高的问题，因此有待进一步的改进。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个技术问题而提供光耦合结构及其制备方法、包括光耦合结构的硅基芯片。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种光耦合结构，所述光耦合结构用于传输连续光，所述光耦合结构包括：衬底以及位于所述衬底上方的多个光耦合层；

多个所述光耦合层沿垂直于所述衬底的方向间隔设置，远离所述衬底的所述光耦合层沿垂直于所述衬底的方向上的厚度大于靠近所述衬底的所述光耦合层沿垂直于所述衬底的方向上的厚度；且任意相邻两个所述光耦合层在所述衬底上的投影部分重叠；

其中，所述连续光由远离所述衬底的所述光耦合层向靠近所述衬底的所述光耦合层传输。

在本申请的一些实施例中，远离所述衬底的所述光耦合层沿所述连续光传输方向上的长度大于靠近所述衬底的所述光耦合层沿所述连续光传输方向上的长度。

在本申请的一些实施例中，所述光耦合层的材料包括以下至少之一：硅、氮化硅和氮氧化硅。

在本申请的一些实施例中，多个所述光耦合层形成于填充材料层内。

第二方面，本申请实施例提供一种硅基芯片，所述硅基芯片包括：激光器、电吸收调制器以及如上述技术方案中所述的光耦合结构；所述光耦合结构位于所述激光器和所述电吸收调制器之间；

其中，所述激光器输出连续光至所述光耦合结构，所述光耦合结构将所述连续光耦合至所述电吸收调制器，所述电吸收调制器对所述连续光进行调制并输出调制后的光信号。

在本申请的一些实施例中，所述电吸收调制器包括电吸收调制区，位于所述电吸收调制区的光输入端的第一厚度渐变区域和位于所述电吸收调制区的光输出端的第二厚度渐变区域；沿所述连续光传输方向，所述第一厚度渐变区域沿垂直于所述衬底的方向上的厚度增大；沿所述连续光传输方向，所述第二厚度渐变区域沿垂直于所述衬底的方向上的厚度减小。

在本申请的一些实施例中，所述电吸收调制器形成于硅层上，并与所述硅层直接接触；

所述硅层沿所述连续光传输方向上的长度大于所述电吸收调制器沿所述连续光传输方向上的长度。

在本申请的一些实施例中，多个所述光耦合层中最靠近所述衬底的所述光耦合层位于所述硅层的上方，且多个所述光耦合层中最靠近所述衬底的所述光耦合层与所述硅层在所述衬底上的投影部分重叠。