一种硅光子学系统中的新式的光波导结构的制作方法

本技术涉及半导体，尤其是涉及一种硅光子学系统中的新式的光波导结构。

背景技术：

1、硅光子，即siph，是由半导体制程所设计与制造，包含了整合集成电路(eic)部份与积体光路(pic)部份。积体光路(pic)部份，芯片内的光讯号传导皆使用可以导光的线路，称为光波导。目前现行的硅型光波导的结构如图1所示。光波在silicon core 中传输，当光波从silicon core 行进到overcladding sio2/sion 时因为光波由silicon core的高折射率3.48 行进到overcladding的低折射率1.5 时会产生光波的全反射，如此将光讯号限制在silicon core中进行传输。

2、然而现有技术中的电光调变器存在以下缺陷：外在环境的水气会影响硅光波导的可靠度。如图2所示硅型光波导在80%湿度环境下放置，随着放置时间的增加，光通量明显下降。在真空环境中硅光子波导元件的构建材料会产生除气(out gasing)。此外，nasa报告表示，太空中硅光子的挑战在于免除对于除气材料的敏感性；因此提出一种新式的设计以改善上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

2、一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，包括集成光路，

3、在集成光路部分，以半导体制程技术成长有硅基层；

4、在集成光路部分，以半导体制程技术在硅基层上成长有硅氧化层；

5、在集成光路部分，以半导体制程技术在硅氧化层上设置有进行曝光蚀刻的硅芯层；

6、在集成光路部分，以半导体制程技术在硅芯层的外表面气相沉淀有进行曝光蚀刻的硅氧化物覆盖层；

7、在集成光路部分，以半导体制程技术在硅氧化物覆盖层的外表面沉积有一层进行曝光蚀刻的金属屏蔽层。

8、优选地，硅芯层的设置，是在集成光路部分，以半导体制程技术在硅氧化层上磊晶制程有单晶硅，单晶硅经曝光蚀刻后制造出硅芯层。

9、优选地，硅氧化物覆盖层采用二氧化硅材料制作。

10、优选地，金属屏蔽层采用钛氮化物、氮化钽或铜材料制作。

11、优选地，硅氧化层的厚度为200nm-3000nm。

12、优选地，硅芯层的宽度为200nm-3000nm，高度为200nm-3000nm。

13、优选地，硅氧化物覆盖层的厚度为100nm-200nm。

14、优选地，金属屏蔽层的厚度为20nm-100nm。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

16、本实用新型提出了一种新式的光波导的结构设计，包含一个外层金属屏蔽层，这层金属屏蔽层可以保护单模光信号免受矽光子集成光路间的相互交叉耦合和外部讯号的侵入耦合，例如宇宙里的电磁波的耦合，因为金属屏蔽层可以吸收或反射掉外来的光波与电磁波，避免其从外部进入光波导之中干扰真实的传输光信号；还可以提供散热及绝热效果，避免外在环境或电路操作产生的热效应影响矽光波导的折射率；金属屏蔽层还可以隔绝水气，避免外在环境的水气会影响硅光波导的可靠度；可以阻挡真空环境中硅光子波导元件的构建材料产生除气。

17、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，包括集成光路，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，其特征在于，硅芯层的设置，是在集成光路部分，以半导体制程技术在硅氧化层上磊晶制程有单晶硅，单晶硅经曝光蚀刻后制造出硅芯层。

3.根据权利要求1所述的一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，其特征在于，硅氧化物覆盖层采用二氧化硅材料制作。

4.根据权利要求1所述的一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，其特征在于，金属屏蔽层采用钛氮化物、氮化钽或铜材料制作。

5.根据权利要求1所述的一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，其特征在于，硅氧化层的厚度为200nm-3000nm。

6.根据权利要求1所述的一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，其特征在于，硅芯层的宽度为200nm-3000nm，高度为200nm-3000nm。

7.根据权利要求1所述的一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，其特征在于，硅氧化物覆盖层的厚度为100nm-200nm。

8.根据权利要求1所述的一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，其特征在于，金属屏蔽层的厚度为20nm-100nm。

技术总结本技术涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种硅光子学系统中的新式的光波导结构，包括集成光路，在集成光路部分，以半导体制程技术成长有硅基层；在集成光路部分，以半导体制程技术在硅基层上成长有硅氧化层；在集成光路部分，以半导体制程技术在硅氧化层上设置有进行曝光蚀刻的硅芯层；在集成光路部分，以半导体制程技术在硅芯层的外表面气相沉淀有进行曝光蚀刻的硅氧化物覆盖层；在集成光路部分，以半导体制程技术在硅氧化物覆盖层的外表面沉积有一层进行曝光蚀刻的金属屏蔽层；可以提供散热及绝热效果，避免外在环境或电路操作产生的热效应影响矽光波导的折射率；金属屏蔽层还可以隔绝水气，避免外在环境的水气会影响硅光波导的可靠度。技术研发人员：许晋铭,杨建荣受保护的技术使用者：许晋铭技术研发日：20231221技术公布日：2024/12/23