一种混合调制器及制备方法与流程

技术特征：
1.一种混合调制器，其特征在于：包括绝缘体上铌酸锂结构，所述绝缘体上铌酸锂结构包括依次层叠设置的硅衬底层(1)、二氧化硅光隔离层(2)和铌酸锂薄膜层(3)；在所述铌酸锂薄膜层(3)远离所述二氧化硅光隔离层(2)的一侧，有至少两个间隔设置的电极层(4)；至少两个所述电极层(4)之间设置有二氧化硅介质层(5)；至少两个所述二氧化硅介质层(5)之间设置有所述氮化硅波导层(6)；所述氮化硅波导层(6)上设置有硅波导层(7)。2.根据权利要求1所述的混合调制器，其特征在于，所述硅波导层(7)内包括第一硅波导无源器件；所述第一硅波导无源器件包括硅功率分配器；所述氮化硅波导层(6)与所述硅功率分配器构成马赫-曾德尔干涉器结构。3.根据权利要求2所述的混合调制器，其特征在于，所述硅波导层(7)内还包括第二硅波导无源器件；所述第二硅波导无源器件包括多模干涉耦合器、定向耦合器、y形分束器、偏振分束器、偏振旋转器、偏振旋转分束器和阵列波导光栅中的一个或多个的组合。4.根据权利要求1所述的混合调制器，其特征在于，所述二氧化硅介质层(5)的高度与所述氮化硅波导层(6)高度之差为h，0≤h＜50纳米。5.根据权利要求1所述的混合调制器，其特征在于，所述电极层(4)结构包括共平面电极结构。6.一种混合调制器制备方法，其特征在于，包括：对硅晶圆(101)进行离子注入，以在所述硅晶圆(101)内形成缺陷层(102)；在所述硅晶圆(101)的离子注入面上生长指定厚度的氮化硅层，并对所述氮化硅层进行刻蚀以形成氮化硅波导层(6)；在所述硅晶圆(101)的离子注入面上生长二氧化硅介质层(5)，以使得所述二氧化硅介质层(5)覆盖所述氮化硅波导层(6)；将所述二氧化硅介质层(5)与绝缘体上铌酸锂结构中的铌酸锂薄膜层(3)进行晶圆键合，得到第一键合结构(110)；所述绝缘体上铌酸锂结构包括硅衬底层(1)、二氧化硅光隔离层(2)和铌酸锂薄膜层(3)；对所述第一键合结构(110)进行退火处理，以使得所述硅晶圆(101)沿缺陷层(102)剥离，得到第二键合结构(120)；对所述第二键合结构(120)中的硅晶圆101层进行刻蚀，以形成硅波导层(7)；刻蚀所述第二键合结构(120)中的二氧化硅介质层(5)，形成电极沉积通孔；在所述电极沉积通孔上沉积电极层(4)，得到混合调制器(130)。7.根据权利要求6所述的混合调制器制备方法，其特征在于，所述离子注入包括注入氢离子和/或氦离子。8.根据权利要求6所述的混合调制器制备方法，其特征在于，所述二氧化硅介质层(5)覆盖所述氮化硅波导层(6)后，平坦化所述二氧化硅介质层(5)，且控制所述氮化硅波导层(6)上的所述二氧化硅介质层(5)的高度小于50纳米。9.根据权利要求6-8中任一项所述的混合调制器制备方法，其特征在于，所述将所述二
氧化硅介质层(5)与绝缘体上铌酸锂结构中的铌酸锂薄膜层(3)进行晶圆键合，得到第一键合结构(110)包括：对二氧化硅介质层(5)进行抛光处理，得到抛光后的所述二氧化硅介质层(5)；将所述抛光后的所述二氧化硅介质层(5)与绝缘体上铌酸锂结构中的铌酸锂薄膜层(3)进行晶圆键合，得到第一中间键合结构；对所述第一中间键合结构进行退火处理，得到所述第一键合结构(110)；所述退火处理用于加强所述第一中间键合结构中晶圆键合界面的键合强度。10.根据权利要求9所述的混合调制器制备方法，其特征在于，所述对所述第一键合结构(110)进行退火处理，以使得所述硅晶圆(101)沿缺陷层(102)剥离，得到第二键合结构(120)包括：对所述第一键合结构(110)进行退火处理，以使得所述硅晶圆(101)沿缺陷层(102)剥离，得到第二中间键合结构(121)；对所述第二中间键合结构(121)进行化学机械抛光处理，以去除所述缺陷层(102)，得到所述第二键合结构(120)。

技术总结
本申请公开了一种混合调制器及制备方法，其中，一种混合调制器，包括绝缘体上铌酸锂结构，绝缘体上铌酸锂结构包括依次层叠设置的硅衬底层、二氧化硅光隔离层和铌酸锂薄膜层；在铌酸锂薄膜层远离二氧化硅光隔离层的一侧，有至少两个间隔设置的电极层；至少两个电极层之间设置有二氧化硅介质层；至少两个二氧化硅介质层之间设置有氮化硅波导层；氮化硅波导层上设置有硅波导层。由于在硅波导层和铌酸锂薄膜层之间加入了氮化硅材料作为过渡波导，本混合调制器实现了硅材料与铌酸锂材料的光学集成。同时，氮化硅材料作为加载条形波导，可以避免在混合调制器制备过程中铌酸锂材料受刻蚀，从而易于设计无源器件。而易于设计无源器件。而易于设计无源器件。


技术研发人员：欧欣 陈阳 黄凯
受保护的技术使用者：上海新硅聚合半导体有限公司
技术研发日：2021.09.29
技术公布日：2022/2/7