[发明专利]基于插指型MOS结构的硅基电光调谐波导结构

摘要

本发明公开了一种基于插指型MOS结构的硅基电光调谐波导结构，涉及光通信领域中的硅基电光可调波导器件。该结构包括由下至上设置的单晶硅材质的硅衬底、填埋二氧化硅层和单晶硅材质的外延硅层；外延硅层上设置有基于插指型MOS结构的硅基电光调谐波导，该波导包括硅波导下半层、栅氧层和硅波导上半层；硅波导下半层包括下波导区、下平板区和下欧姆接触区；第二电极位于下欧姆接触区上，栅氧层位于下波导区的外表面；硅波导上半层包括上波导区、上平板区和上欧姆接触区；第一电极位于上欧姆接触区上。本发明能够将光场充分与载流子积累区交叠，大幅度提高调谐效率，有利于实现更紧凑、更高效的硅基电光调谐器件。

主权项

一种基于插指型MOS结构的硅基电光调谐波导结构，包括SOI晶圆，该晶圆包括由下至上设置的单晶硅材质的硅衬底(10)、填埋二氧化硅层(20)和单晶硅材质的外延硅层；其特征在于：外延硅层上设置有基于插指型MOS结构的硅基电光调谐波导，该波导包括由下至上设置的硅波导下半层、栅氧层(40)和硅波导上半层、以及设置于硅波导上半层上的第一电极(701)、设置于硅波导下半层上的第二电极(702)；所述硅波导下半层包括掺杂类型均为P型或N型的下波导区(301)、下平板区(302)和下欧姆接触区(303)；下波导区(301)用于承载光场，下波导区(301)的掺杂浓度为10¹⁷～10¹⁸cm^‑3；下平板区(302)位于下波导区(301)的外侧，下平板区(302)用于降低波导串联电阻，下平板区(302)的掺杂浓度为10¹⁸～10¹⁹cm^‑3；下欧姆接触区(303)位于下平板区(302)的外侧，下欧姆接触区(303)的掺杂浓度为10¹⁹～10²¹cm^‑3；第二电极(702)位于下欧姆接触区(303)上；所述栅氧层(40)位于下波导区(301)的外表面，栅氧层(40)的厚度为1～50nm；所述硅波导上半层包括掺杂类型相同、且与硅波导下半层相反的上波导区(501)、上平板区(502)和上欧姆接触区(503)；上波导区(501)覆盖于栅氧层(40)上，上波导区(501)用于承载光场，上波导区(501)的掺杂浓度为10¹⁷～101⁸cm^‑3，所述下波导区(301)、栅氧层(40)和上波导区(501)形成插指型MOS结；所述上平板区(502)位于上波导区(501)的外侧，上平板区(502)用于降低波导串联电阻，上平板区(502)的掺杂浓度为10¹⁸～10¹⁹cm^‑3；所述上欧姆接触区(503)位于上平板区(502)的外侧，上欧姆接触区(503)的掺杂浓度为101⁹～10²¹cm^‑3，所述第一电极(701)位于上欧姆接触区(503)上。