具有增加相容性的载流子注入器的制作方法

本发明涉及光学器件。特别地，本发明涉及载流子注入器。

背景技术：

1、光子集成电路芯片包括集成到诸如绝缘体上硅晶片的平台中的光波导。这些芯片中的许多芯片利用将自由载流子注入到波导中的一个波导中的载流子注入器。波导中自由载流子的存在允许载流子注入器作为衰减器和/或相位调谐器操作。

2、在诸如绝缘体上硅晶片的平台上的载流子注入器通常通过掺杂硅然后退火来制造。然而，除了载流子注入器之外，这些芯片上的光子电路通常还包括其他集成光学部件。其他部件通常包括最初不存在于晶片上的材料，例如锗。与硅的掺杂相关联的退火通常在大约1000℃的温度下发生。然而，诸如锗的材料可能被大约1000℃的温度损坏。因此，制造载流子注入器的工艺可能损坏芯片上的其他部件。结果，需要一种改进的载流子注入器和/或用于制造载流子注入器的改进工艺。

技术实现思路

1、载流子注入器配置成将自由载流子注入到光波导中。载流子注入器包括硅，但不包括硅的任何掺杂区域。波导配置成引导光信号通过硅的波导部分。载流子注入器还包括具有掺杂区域的掺杂剂主体介质，所述掺杂区域配置成使得施加到掺杂区域的正向偏置使自由载流子从掺杂区域进入硅的波导部分。

2、配置成将自由载流子注入到光波导中的载流子注入器的另一实施例具有远离硅的平板区域延伸的硅的脊。硅的平板区域包括第二掺杂区域。载流子注入器还包括位于平板区域上的掺杂剂主体介质。掺杂剂主体介质包括掺杂区域，每个掺杂区域接触第二掺杂区域中的一个。掺杂区域配置成使得在掺杂区域之间施加的正向偏置使自由载流子从第二掺杂区域进入光波导。

3、一种制造载流子注入器的方法包括在晶片上的硅层中限定波导。波导配置成将光信号从硅层引导通过硅的波导部分。制造载流子注入器还包括将掺杂剂主体介质定位在硅层上。在将掺杂剂主体介质定位在层上之后，在掺杂剂主体介质中形成掺杂区域。掺杂区域配置成使得在掺杂区域之间施加的正向偏置使自由载流子从掺杂区域进入硅的波导部分。在掺杂剂主体介质中形成掺杂区域之前，硅层不包括掺杂区域。

4、一种制造载流子注入器的方法包括在晶片上的硅层中形成第二掺杂区域。制造载流子注入器还包括在形成第二掺杂区域之后将掺杂剂主体介质放置在来自硅层的硅上。在掺杂剂主体介质中形成掺杂区域，使得掺杂区域中的每一个接触第二掺杂区域中的一个。掺杂区域配置成使得在掺杂区域之间施加的正向偏置使自由载流子从第二掺杂区域进入光波导。

5、载流子注入器可以包括在诸如激光雷达系统的系统中和/或可以包括在诸如光子集成电路芯片的芯片上。当载流子注入器在芯片上时，芯片可以包括也包括掺杂剂主体介质的其他光学器件。例如，添加到晶片的掺杂剂主体介质可以包括在一个或多个载流子注入器中，并且也可以包括在一个或多个辅助器件中。包括在不同载流子注入器和/或辅助器件中的掺杂剂主体介质可以在相同的操作中添加到晶片。例如，包括在不同载流子注入器和/或辅助器件中的掺杂剂主体介质可以在外延生长操作中添加到晶片。在一些情况下，掺杂剂主体介质是锗。

技术特征：

1.一种光学器件，包括：

2.根据权利要求1所述的器件，其中，波导配置成引导光信号通过的所述硅是绝缘体上硅晶片的硅层。

3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述掺杂剂主体介质是锗。

4.根据权利要求1所述的器件，其中，所述硅包括多个凹部，所述掺杂剂主体介质位于所述多个凹部中。

5.根据权利要求1所述的器件，其中，所述掺杂剂主体介质的所述掺杂区域位于所述凹部中，使得所述硅的波导部分在所述掺杂区域之间。

6.一种光学器件，包括：

7.根据权利要求6所述的器件，其中，所述硅的脊由绝缘体上硅晶片的层形成在硅中。

8.根据权利要求6所述的器件，其中，所述掺杂剂主体介质是锗。

9.根据权利要求1所述的器件，其中，所述脊位于掺杂区域之间。

10.根据权利要求1所述的器件，其中，所述脊包括横向侧，并且所述横向侧中的每一个与所述掺杂剂主体介质的不同区域接触。

11.一种制造载流子注入器的方法，包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述晶片是绝缘体上硅晶片。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，限定所述波导包括在所述硅层中形成脊，使得所述硅的脊从所述硅的平板区域向上延伸。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述掺杂剂主体介质位于所述平板区域中的凹部中。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述掺杂剂主体介质中的所述掺杂区域位于所述平板区域中的所述凹部中。

16.一种形成载流子注入器的方法，包括：

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

18.根据权利要求17所述的方法，其中，限定所述波导包括在所述硅层中形成脊，使得所述硅的脊从所述硅的平板区域向上延伸。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述掺杂剂主体介质位于所述平板区域中的凹部中。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述第二掺杂区域包括退火。

技术总结激光雷达系统包括配置成输出源信号的光源。激光雷达芯片还配置成输出从激光雷达芯片离开的激光雷达输出信号。激光雷达系统还包括隔离器适配器，所述隔离器适配器包括配置成接收适配器信号的光学隔离器。适配器信号包括来自源信号并且在由光学隔离器接收之前已从激光雷达芯片离开的光。隔离器配置成在隔离器输出信号中输出来自适配器信号的光。另外，激光雷达输出信号包括来自隔离器输出信号的光。技术研发人员：B·J·拉夫,M·沙玛受保护的技术使用者：硅光芯片技术公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29