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，其结构通常较为复杂，通常需要经过至少四次光刻工艺才可完成对其中电极和加热器的加工，工艺步骤耗时较长且加工成本高昂。因此，如何优化热光调制器的结构，简化其制造工艺，降低制造成本，提高其可靠性，是目前有待解决的问题。

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，能够减少一次光刻，有效降低加工制造成本，提升加工效率。

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；波导结构，位于衬底上；

4、第一电极和第二电极，均位于波导结构上，第一电极与第二电极间隔设置且具有朝向彼此的侧面；

5、加热结构，位于波导结构上，加热结构的一端与第一电极朝向第二电极的侧面相连，加热结构的另一端与第二电极朝向第一电极的侧面相连；

6、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。

7、可选地，加热结构覆盖位于第一电极与第二电极之间的波导结构的表面，以及覆盖第一电极和第二电极朝向彼此的侧面的底部区域。

8、可选地，加热结构的上表面不超出第一电极的上表面，加热结构的上表面不超出第二电极的上表面。

9、可选地，加热结构的厚度小于第一电极的厚度及第二电极的厚度。

10、可选地，波导结构包括芯层和包层。

11、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。

12、可选地，加热结构包括钛薄膜和氮化钛薄膜中的至少一种。

13、可选地，加热结构包括层叠设置的钛薄膜和氮化钛薄膜，其中钛薄膜位于波导结构与氮化钛薄膜之间；钛薄膜的厚度为200-500埃，氮化钛薄膜的厚度为500-1500埃。

14、可选地，第一贯穿孔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。

15、与现有热光调制器相比，本实用新型提供的热光调制器，结构更为简单，特别是电极和作为加热器的加热结构均位于波导结构上，因此电极与加热器的加工过程中仅需三次光刻，因此相较于现有热光调制器节约了一次光刻，因而在保证热光调制器正常功能的同时，显著减少了加工耗时，降低了加工成本，提高了生产效率。

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，所述加热结构覆盖位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述波导结构的表面，以及覆盖所述第一电极和所述第二电极朝向彼此的侧面的底部区域。

3.根据权利要求1所述的热光调制器，其特征在于，所述加热结构的上表面不超出所述第一电极的上表面，所述加热结构的上表面不超出所述第二电极的上表面。

4.根据权利要求3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及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，所述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，所述加热结构包括层叠设置的钛薄膜和氮化钛薄膜，其中所述钛薄膜位于所述波导结构与所述氮化钛薄膜之间；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；衬底上的波导结构；第一电极和第二电极，均位于波导结构上，第一电极与第二电极间隔设置且具有朝向彼此的侧面；加热结构，位于波导结构上，加热结构的一端与第一电极朝向第二电极的侧面相连，加热结构的另一端与第二电极朝向第一电极的侧面相连；保护层，覆盖波导结构、第一电极、第二电极及加热结构，保护层内设有第一贯穿孔和第二贯穿孔，分别使第一电极和第二电极的上表面的至少部分裸露。该热光调制器通过结构优化，使得电极和加热结构均位于波导结构上，加热结构通过电极的侧面与电极电连接，在保证热光调制器性能的同时，减少了一次光刻，有效降低了加工成本，提升了加工效率。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