[發明專利]一種硅基微環調制器及其調制方法

在審

• 申請號: 202011294112.4
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112379539A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 邵斯竹;胡志朋;馮俊波
• 申請（專利權）人: 聯合微電子中心有限責任公司
• 主分類號: G02F1/025
• 分類號: G02F1/025
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林麗麗

本發明提供一種硅基微環調制器及其調制方法，所述硅基微環調制器包括：至少一條直波導及與之耦合的環形波導，所述環形波導包括：高速調制區、耦合狀態調整區及耦合區，所述高速調制區為PN結型結構，所述耦合狀態調整區為PIN結型結構；其中，所述硅基微環調制器的初始狀態為過耦合狀態。通過本發明提供的硅基微環調制器，解決了現有硅基微環調制器因工藝誤差和波長偏移導致耦合效率變化，從而破壞器件的臨界耦合狀態，最終導致器件消光比降低的問題。

技術領域

本發明涉及微環調制器領域，特別是涉及一種硅基微環調制器及其調制方法。

背景技術

針對未來提高多核處理器計算速率、突破信息傳輸速率和功耗瓶頸的需求，業界提出了采用片上光互連取代電互連的方案。基于硅基光子集成平臺的微環諧振器型調制器兼具高集成度、低功耗、與CMOS工藝兼容的特點，是目前最能適用于超短距離傳輸的片上光互連技術，同時具有50Gbaud符號率以上的調制能力。

現有硅基微環調制器在設計時，會精確控制器件的環內損耗和耦合效率并使兩者相等，以使器件處于臨界耦合的狀態，此時器件會有最高的消光比，從而有利于提高器件調制時的動態消光比。但由于工藝中光刻的不均勻性，會使同一片晶圓上不同位置的硅基微環調制器存在差異性，同時波長的變化也會引起耦合效率的變化，使微環調制器偏離臨界耦合狀態，導致器件消光比降低，從而不利于未來片上光互連的微環調制器的大規模集成。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種硅基微環調制器及其調制方法，用以解決現有硅基微環調制器因工藝誤差和波長偏移導致耦合效率變化，從而破壞器件的臨界耦合狀態，最終導致器件消光比降低的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種硅基微環調制器，所述硅基微環調制器包括：至少一條直波導及與之耦合的至少一個環形波導，所述環形波導包括：高速調制區、耦合狀態調整區及耦合區，所述高速調制區為PN結型結構，所述耦合狀態調整區為PIN結型結構；其中，所述硅基微環調制器的初始狀態為過耦合狀態。

可選地，所述硅基微環調制器包括：一條直波導及與之耦合的一個環形波導。

可選地，所述硅基微環調制器包括：一條直波導及與之耦合的多個環形波導。

可選地，所述硅基微環調制器包括：兩直波導及一個環形波導，其中，兩條所述直波導均與所述環形波導耦合。

可選地，所述硅基微環調制器包括：兩條直波導及多個環形波導，其中，兩條所述直波導均與每一個所述環形波導耦合。

可選地，所述環形波導還包括：熱調相移區，設于所述高速調制區和所述耦合狀態調整區之間、所述高速調制區和所述耦合區之間或所述耦合狀態調節區和所述耦合區之間；其中，所述熱調相移區為N型摻雜區或P型摻雜區。

可選地，所述硅基微環調制器還包括：熱調相移金屬，設于所述環形波導上方。

可選地，所述環形波導還包括：熱調相移區，設于所述高速調制區和所述耦合狀態調整區之間、所述高速調制區和所述耦合區之間或所述耦合狀態調節區和所述耦合區之間；其中，所述熱調相移區為N型摻雜區或P型摻雜區；同時，所述硅基微環調制器還包括：熱調相移金屬，設于所述環形波導上方。

本發明還提供了一種硅基微環調制器的調制方法，所述調制方法包括：

提供一硅基微環調制器，所述硅基微環調制器包括：至少一條直波導及與之耦合的至少一個環形波導；所述環形波導包括：高速調制區、耦合狀態調整區及耦合區，所述高速調制區為PN結型結構，所述耦合狀態調整區為PIN結型結構；其中，所述硅基微環調制器的初始狀態為過耦合狀態；

將所述硅基微環調制器從過耦合狀態調整至臨界耦合狀態；