热光调制器的制作方法

本技术涉及硅基光电子，具体涉及一种热光调制器。

背景技术：

1、光调制器作为集成光学中的重要器件之一，广泛应用于光模块、光计算、光传感器等方面，调制原理主要是基于光波导的电光效应和热光效应。其中，基于热光效应原理的热光调制器，具有较高的操作速度和频率响应，可以实现快速的光信号调制，同时功耗较低，适合集成在大规模集成光路中。此外，热光调制器还具有较高的可靠性和稳定性，能够在高温环境下工作，并且易于制造和集成。

2、作为硅基光电子中最常规的光调制器之一，热光调制器的结构一般包括光波导、电极和加热器，其中光波导用于传输光信号，电极用于向加热器施加电场以控制热效应，加热器则用于产生热效应并改变光的相位或强度。通过控制电场或加热器的电压或电流，就可以实现对光信号的调制和控制。

3、现有的热光调制器中，其电极通常直接位于加热器上，在刻蚀形成电极的过程中，会不可避免的对其下方的加热器造成损伤，进而影响加热器的阻值以及热光调制器的调制性能，导致热光调制器的性能难以达到预期，此外还可能降低不同批次间产品的一致性。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种热光调制器，该热光调制器通过进行结构优化，使得其中的电极先于加热结构形成，有效避免了电极形成过程中对加热结构造成的损伤，有效保证了热光调制器的性能与质量，有利于提高不同批次间产品的一致性。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种热光调制器，包括：

3、衬底；

4、波导结构，位于衬底上；

5、第一电极和第二电极，均位于波导结构上且间隔设置；

6、加热结构，位于波导结构上，加热结构的一端与第一电极相连，加热结构的另一端与第二电极相连；

7、保护层，覆盖波导结构、第一电极、第二电极及加热结构；

8、所述保护层中设有第一贯穿孔和第二贯穿孔，第一贯穿孔穿过保护层和加热结构使第一电极的上表面的至少部分裸露，第二贯穿孔穿过保护层和加热结构使第二电极的上表面的至少部分裸露。

9、可选地，第一电极和第二电极分别具有朝向彼此的第一侧面、背离彼此的第二侧面、以及连接第一侧面和第二侧面的上表面；加热结构至少覆盖位于第一电极和第二电极之间的波导结构的表面、第一侧面以及第二侧面。

10、可选地，加热结构还覆盖波导结构对应于第一电极和第二电极背离彼此的部分表面。

11、可选地，加热结构的厚度小于第一电极的厚度，加热结构的厚度小于第二电极的厚度。

12、可选地，波导结构包括芯层和包层。

13、可选地，波导结构沿平行于衬底表面的方向延伸，部分波导结构被加热结构覆盖，且加热结构与此部分波导结构的芯层随形。

14、可选地，加热结构包括钛薄膜和氮化钛薄膜中的至少一种。

15、可选地，加热结构包括位于波导结构上的钛薄膜以及位于钛薄膜上的氮化钛薄膜，其中钛薄膜的厚度为200-500埃，氮化钛薄膜的厚度为500-1500埃。

16、可选地，第一贯穿孔的横截面积小于第一电极的上表面的面积，第二贯穿孔的横截面积小于第二电极的上表面的面积。

17、本实用新型提供的热光调制器，通过将加热结构与电极均设置于波导结构上，且加热结构覆盖电极的上表面与侧面，这样在加工过程中，电极先于加热结构形成，避免了现有技术中加工电极的过程中对加热结构造成的损伤，提升了加热结构的质量，此外在大规模量产过程中，还能够提高不同批次间产品的一致性。并且与现有热光调制器相比，由于加热结构与电极之间的接触面积增大，因而能提升加热结构可承载的电流，从而提高热光调制器的可靠性。进一步地，该热光调制器中加热结构和电极的加工同样仅需三次光刻，在保证热光调制器性能的同时，并不会明显降低加工效率以及不会提升加工成本。

技术特征：

1.一种热光调制器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的热光调制器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极分别具有朝向彼此的第一侧面、背离彼此的第二侧面、以及连接第一侧面和第二侧面的所述上表面；

3.根据权利要求2所述的热光调制器，其特征在于，所述加热结构还覆盖所述波导结构对应于所述第一电极和所述第二电极背离彼此的部分表面。

4.根据权利要求1所述的热光调制器，其特征在于，所述加热结构的厚度小于所述第一电极的厚度，所述加热结构小于所述第二电极的厚度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的热光调制器，其特征在于，所述波导结构包括芯层和包层。

6.根据权利要求5所述的热光调制器，其特征在于，所述波导结构沿平行于衬底表面的方向延伸，部分所述波导结构被所述加热结构覆盖，且加热结构与此部分波导结构的芯层随形。

7.根据权利要求1-4任一项所述的热光调制器，其特征在于，加热结构包括钛薄膜和氮化钛薄膜中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的热光调制器，其特征在于，所述加热结构包括位于所述波导结构上的钛薄膜以及位于所述钛薄膜上的氮化钛薄膜，其中所述钛薄膜的厚度为200-500埃，所述氮化钛薄膜的厚度为500-1500埃。

9.根据权利要求1-4任一项所述的热光调制器，其特征在于，所述第一贯穿孔的横截面积小于所述第一电极的上表面的面积，所述第二贯穿孔的横截面积小于所述第二电极的上表面的面积。

技术总结本技术公开了一种热光调制器。该热光调制器包括：衬底；波导结构，位于衬底上；第一电极和第二电极，均位于波导结构上且间隔设置；加热结构，位于波导结构上，加热结构的一端与第一电极相连，另一端与第二电极相连；保护层，覆盖波导结构、第一电极、第二电极及加热结构；保护层中设有第一贯穿孔和第二贯穿孔，第一贯穿孔使第一电极的上表面的至少部分裸露，第二贯穿孔使第二电极的上表面的至少部分裸露。该光调制器通过进行结构优化，使电极和加热结构均位于波导结构上且电极先于加热结构形成，避免了电极加工对加热结构的损伤，有效保证了热光调制器的性能与质量，提高了不同批次间产品的一致性。技术研发人员：王乾,冯兴甲,晋孟佳,邵华,李敏受保护的技术使用者：北京燕东微电子科技有限公司技术研发日：20231018技术公布日：2024/6/2