CN117518535A - 调制器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例公开了一种调制器及其制作方法。该调制器包括第一掺杂波导以及与第一掺杂波导接触的第二掺杂波导；第一掺杂波导包括依次排布的第一掺杂部、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部；第一掺杂部的厚度和第三掺杂部的厚度均大于第二掺杂部的厚度；第一掺杂部、第二掺杂部、第三掺杂部的排布方向和第一掺杂波导的厚度方向垂直；第二掺杂波导包括第四掺杂部和第五掺杂部；第四掺杂部位于第一掺杂部和第五掺杂部之间，第四掺杂部的厚度和第一掺杂部的厚度相同，第五掺杂部的厚度小于或者等于第四掺杂部的厚度；第二掺杂波导的导电类型和第一掺杂波导的导电类型不同。

Description

调制器及其制作方法
技术领域
本公开实施例涉及光通信和光电子领域，尤其涉及一种调制器及其制作方法。
背景技术
近年来，硅光技术以惊人的速度发展，成为当今光通信和光电子设备的焦点。硅基光电子技术是将光子和电子共同作为信息载体，基于硅或者与硅兼容材料的工艺平台，发展起来的大规模光电集成技术。硅光技术最有望成为光电集成的主要平台，广泛用于高速光互连的电路和芯片级的数据通信。
调制器在光通信和光电子设备中具有广泛的应用，但在提高性能方面仍存在一些挑战。
发明内容
根据本公开实施例的第一方面，提供一种调制器，包括：
第一掺杂波导，包括：依次排布的第一掺杂部、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部；其中，所述第一掺杂部的厚度和所述第三掺杂部的厚度均大于所述第二掺杂部的厚度；所述第一掺杂部、所述第二掺杂部、所述第三掺杂部的排布方向和所述第一掺杂波导的厚度方向垂直；
第二掺杂波导，与所述第一掺杂波导接触，包括：第四掺杂部和第五掺杂部；其中，所述第四掺杂部位于所述第一掺杂部和所述第五掺杂部之间，所述第四掺杂部的厚度和所述第一掺杂部的厚度相同，所述第五掺杂部的厚度小于或者等于所述第四掺杂部的厚度；所述第二掺杂波导的导电类型和所述第一掺杂波导的导电类型不同。
在一些实施例中，所述第五掺杂部的厚度等于所述第四掺杂部的厚度；所述第二掺杂波导还包括：
至少一个第六掺杂部，位于所述第四掺杂部和所述第五掺杂部之间；其中，所述第四掺杂部的厚度和所述第五掺杂部的厚度均大于所述第六掺杂部的厚度。
在一些实施例中，所述第二掺杂波导包括多个所述第六掺杂部；其中，沿所述第四掺杂部指向所述第五掺杂部的方向，多个所述第六掺杂部的厚度递增。
在一些实施例中，沿所述第四掺杂部指向所述第五掺杂部的方向，多个所述第六掺杂部的掺杂浓度递增；其中，所述第四掺杂部的掺杂浓度小于或等于多个所述第六掺杂部中的最小掺杂浓度；所述第五掺杂部的掺杂浓度大于或等于多个所述第六掺杂部中的最大掺杂浓度。
在一些实施例中，所述第一掺杂波导包括多个所述第二掺杂部；其中，沿所述第一掺杂部指向所述第三掺杂部的方向，多个所述第二掺杂部的厚度递增。
在一些实施例中，沿所述第一掺杂部指向所述第三掺杂部的方向，多个所述第二掺杂部的掺杂浓度递增；其中，所述第一掺杂部的掺杂浓度小于或等于多个所述第二掺杂部中的最小掺杂浓度；所述第三掺杂部的掺杂浓度大于或等于多个所述第二掺杂部中的最大掺杂浓度。
在一些实施例中，所述第五掺杂部的厚度小于所述第四掺杂部的厚度，所述第五掺杂部各个位置处的厚度基本相同。
在一些实施例中，所述调制器还包括：
第一电极层，位于所述第三掺杂部上且与所述第三掺杂部连接；
第二电极层，位于所述第五掺杂部上且与所述第五掺杂部连接。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种调制器的制作方法，包括：
形成第一掺杂波导，所述第一掺杂波导包括依次排布的第一掺杂部、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部；其中，所述第一掺杂部的厚度和所述第三掺杂部的厚度均大于所述第二掺杂部的厚度；所述第一掺杂部、所述第二掺杂部、所述第三掺杂部的排布方向和所述第一掺杂波导的厚度方向垂直；
形成与所述第一掺杂波导接触的第二掺杂波导，所述第二掺杂波导包括第四掺杂部和第五掺杂部；其中，所述第四掺杂部位于所述第一掺杂部和所述第五掺杂部之间，所述第四掺杂部的厚度和所述第一掺杂部的厚度相同，所述第五掺杂部的厚度小于或者等于所述第四掺杂部的厚度；所述第二掺杂波导的导电类型和所述第一掺杂波导的导电类型不同。
在一些实施例中，所述第五掺杂部的厚度等于所述第四掺杂部的厚度；所述形成与所述第一掺杂波导接触的第二掺杂波导，包括：
在所述第四掺杂部和所述第五掺杂部之间形成至少一个第六掺杂部；其中，所述第四掺杂部的厚度和所述第五掺杂部的厚度均大于所述第六掺杂部的厚度。
本公开实施例中，通过设置第一掺杂波导包括依次排布的第一掺杂部、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部，第一掺杂部的厚度和第三掺杂部的厚度均大于第二掺杂部的厚度，可在第一脊波导的一侧设置厚度渐变波导，并且相对靠近第一脊波导的波导部分的厚度较薄，相对远离第一脊波导的波导部分的厚度较厚，如此，使得调制器在保持高效的模式限制效果的同时，降低串联电阻，提升调制器的带宽和调制效率，进而提升调制器的性能。
附图说明
图1a是根据本公开实施例示出的一种调制器的示意图一；
图1b是根据本公开实施例示出的一种调制器的示意图二；
图2是根据本公开实施例示出的另一种调制器的示意图；
图3是根据本公开实施例示出的一种调制器的制作方法的流程图；
图4是根据本公开实施例示出的一种调制器的制作过程的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本公开的技术方案进一步详细阐述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方法，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻的理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体的描述本公开。根据下面说明和权利要求书，本公开的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本公开实施例的目的。
可以理解的是，本公开的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示其“在”某物“上”且其间没有居间特征或层(即直接在某物上)的含义，而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义。
在本公开实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在本公开实施例中，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在下方或上方结构的整体之上延伸，或者可以具有小于下方或上方结构范围的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构厚度的均质或非均质连续结构的区域。例如，层可位于连续结构的顶表面和底表面之间，或者层可在连续结构顶表面和底表面处的任何水平面对之间。层可以水平、垂直和/或沿倾斜表面延伸。层可以包括多个子层。
需要说明的是，本公开实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
调制器包括平板波导和位于平板波导上的脊波导。以硅基调制器为例，通过对平板波导和脊波导掺杂形成PN结，并利用硅的等离子体色散效应实现光信号的调制。通常同样的掺杂条件下，波导的厚度越厚，其串联电阻越低。因此，采用较厚的波导，可以降低PN结的串联电阻，从而增加调制器的带宽。
然而，本申请的发明人发现：若使用较厚的平板波导，会导致光波的模式难以被紧凑的限制在脊波导内，降低调制效率，导致调制器的性能下降。
基于上述技术问题中的一个或多个，本公开实施例提供一种调制器及其制作方法。
图1a是根据本公开实施例示出的一种调制器100的示意图一；图1b是根据本公开实施例示出的一种调制器100的示意图二。下面将结合图1a和图1b对本公开实施例提供的调制器100进行示例性的说明。
参照图1a和图1b所示，调制器100包括第一掺杂波导110以及与第一掺杂波导110接触的第二掺杂波导120，第二掺杂波导120的导电类型和第一掺杂波导110的导电类型不同。例如，第一掺杂波导110为P型半导体和N型半导体中的一种，第二掺杂波导120为P型半导体和N型半导体中的另一种，如此，可在第一掺杂波导110和第二掺杂波导120的接触界面形成PN结。本公开实施例中将以第一掺杂波导110为P型半导体、第二掺杂波导120为N型半导体为例进行说明。
第一掺杂波导110包括依次排布的第一掺杂部111、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部113；其中，第一掺杂部111的厚度和第三掺杂部113的厚度均大于第二掺杂部的厚度；第一掺杂部111、第二掺杂部、第三掺杂部113的排布方向和第一掺杂波导110的厚度方向垂直。这里，调制器100还包括位于第一掺杂波导110和第二掺杂波导120下方的衬底(图中未示出)，第一掺杂部111、第二掺杂部、第三掺杂部113的排布方向平行于衬底所在的平面，第一掺杂波导110的厚度方向垂直于衬底所在的平面。
第一掺杂波导110的材料包括单质半导体材料(例如，硅(Si)、锗(Ge)等)或者复合半导体材料(例如，锗硅(SiGe))等。本公开实施例中将以第一掺杂波导110为硅波导为例进行说明。
示例性的，参照图1a所示，第一掺杂波导110包括两个第二掺杂部，即第二掺杂部112a和第二掺杂部112b，第二掺杂部112a的厚度H2a小于第二掺杂部112b的厚度H2b。这里，与第一掺杂部111相邻的第二掺杂部112a的厚度H2a小于第一掺杂部111的厚度H1，与第三掺杂部113相邻的第二掺杂部112b的厚度H2b小于第三掺杂部113的厚度H3。本示例中，第三掺杂部113的厚度H3等于第一掺杂部111的厚度H1，即第三掺杂部113和第一掺杂部111的厚度相同。当然，在其它示例中，第三掺杂部113和第一掺杂部111的厚度可以不同，本公开对此并无特殊限制。
示例性的，参照图1b所示，第一掺杂波导110包括四个第二掺杂部，即第二掺杂部112a、第二掺杂部112b、第二掺杂部112c和第二掺杂部112d，第二掺杂部112a、第二掺杂部112b、第二掺杂部112c和第二掺杂部112d的厚度依次增加。这里，与第一掺杂部111相邻的第二掺杂部112a的厚度小于第一掺杂部111的厚度，与第三掺杂部113相邻的第二掺杂部112d的厚度小于第三掺杂部113的厚度。
需要说明的是，图1a和图1b中示出的第二掺杂部仅为示例，用于向本领域技术人员传达本公开，第二掺杂部的数量不限于图1a示出的两个以及图1b示出的四个，还可以是一个、三个或者更多个。在实际应用中，可合理的设置第二掺杂部的数量，以满足调制器100的性能需求。
仍参照图1a所示，第一掺杂部111包括第一平板波导和位于第一平板波导上的第一脊波导，第一脊波导为第一掺杂部111相较于第二掺杂部112a凸出的部分。本实施例中，相对靠近第一脊波导的第一平板波导和第二掺杂部112a的厚度较薄，可以将光波的模式紧凑的限制在第一脊波导内，改善调制效率；相对远离第一脊波导的第二掺杂部112b和第三掺杂部113的厚度逐渐增加，形成厚度渐变波导，可以降低串联电阻。即本公开实施例通过在第一脊波导的一侧设置厚度渐变波导，使得调制器100在保持高效的模式限制效果的同时，降低串联电阻，提升调制器100的带宽和调制效率，进而提升调制器100的性能。
第二掺杂波导120包括第四掺杂部121和第五掺杂部123；其中，第四掺杂部121位于第一掺杂部111和第五掺杂部123之间，第四掺杂部121的厚度和第一掺杂部111的厚度相同，第五掺杂部123的厚度小于或者等于第四掺杂部121的厚度。
第二掺杂波导120的材料包括单质半导体材料(例如，硅(Si)、锗(Ge)等)或者复合半导体材料(例如，锗硅(SiGe))等。本公开实施例中将以第二掺杂波导120为硅波导为例进行说明。
参照图1a所示，第四掺杂部121包括第二平板波导和位于第二平板波导上的第二脊波导，第二脊波导为第四掺杂部121相较于第六掺杂部122a凸出的部分。这里，第二脊波导和上述第一脊波导共同构成调制器100的脊波导结构。本示例中，第五掺杂部123和第四掺杂部121之间还设置有一个或多个第六掺杂部，因此，第五掺杂部123的厚度可以设置的较厚，以降低串联电阻。例如，第五掺杂部123的厚度和第四掺杂部121的厚度相同。在其它实施例中，第五掺杂部123的厚度小于第四掺杂部121的厚度。
需要说明的是，图1a和图1b示出的调制器100可作为单个独立的调制器100，也可与其它光器件集成，例如，与放大器、激光器、光电探测器等集成为硅光集成系统，本公开对此并无特殊限制。
本公开实施例中，通过设置第一掺杂波导110包括依次排布的第一掺杂部111、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部113，第一掺杂部111的厚度和第三掺杂部113的厚度均大于第二掺杂部的厚度，可在第一脊波导的一侧设置厚度渐变波导，并且相对靠近第一脊波导的波导部分的厚度较薄，相对远离第一脊波导的波导部分的厚度较厚，如此，使得调制器100在保持高效的模式限制效果的同时，降低串联电阻，提升调制器100的带宽和调制效率，进而提升调制器100的性能。
在一些实施例中，第五掺杂部123的厚度等于第四掺杂部121的厚度；第二掺杂波导120还包括：至少一个第六掺杂部，位于第四掺杂部121和第五掺杂部123之间；其中，第四掺杂部121的厚度和第五掺杂部123的厚度均大于第六掺杂部的厚度。
示例性的，参照图1a所示，第二掺杂波导120包括两个第六掺杂部，即第六掺杂部122a和第六掺杂部122b，第六掺杂部122a的厚度H6a小于第六掺杂部122b的厚度H6b。这里，与第四掺杂部121相邻的第六掺杂部122a的厚度H6a小于第四掺杂部121的厚度H4，与第五掺杂部123相邻的第六掺杂部122b的厚度H6b小于第五掺杂部123的厚度H5。本示例中，第五掺杂部123的厚度H5等于第四掺杂部121的厚度H4，即第五掺杂部123和第四掺杂部121的厚度相同。当然，在其它示例中，第五掺杂部123和第四掺杂部121的厚度可以不同，本公开对此并无特殊限制。
示例性的，参照图1b所示，第二掺杂波导120包括四个第六掺杂部，即第六掺杂部122a、第六掺杂部122b、第六掺杂部122c和第六掺杂部122d，第六掺杂部122a、第六掺杂部122b、第六掺杂部122c和第六掺杂部122d的厚度依次增加。这里，与第四掺杂部121相邻的第六掺杂部122a的厚度小于第四掺杂部121的厚度，与第五掺杂部123相邻的第六掺杂部122d的厚度小于第五掺杂部123的厚度。
需要说明的是，图1a和图1b中示出的第六掺杂部仅为示例，用于向本领域技术人员传达本公开，第六掺杂部的数量不限于图1a示出的两个以及图1b示出的四个，还可以是一个、三个或者更多个。在实际应用中，可合理的设置第六掺杂部的数量，以满足调制器100的性能需求。
本实施例中，相对靠近第二脊波导的第二平板波导和第六掺杂部122a的厚度较薄，可以将光波的模式紧凑的限制在第二脊波导内，改善调制效率；相对远离第二脊波导的第六掺杂部122b和第五掺杂部123的厚度逐渐增加，形成厚度渐变波导，可以降低串联电阻。即本公开实施例通过在脊波导结构的两侧分别设置厚度渐变波导，使得调制器100在保持高效的模式限制效果的同时，可进一步降低串联电阻，进一步提升调制器100的带宽和调制效率。
在一具体实施例中，参照图1a所示，第一掺杂部111和第四掺杂部121的厚度为220nm，第二掺杂部112a和第六掺杂部122a的厚度为90nm，第二掺杂部112b和第六掺杂部122b的厚度为150nm，第三掺杂部113和第五掺杂部123的厚度为220nm。
在一些实施例中，第一掺杂波导110和第二掺杂波导120的宽度之和为400nm，位于脊波导结构两侧的厚度渐变波导关于脊波导结构的中心轴对称，例如，第二掺杂部112a和第六掺杂部122a、第二掺杂部112b和第六掺杂部122b以及第三掺杂部113和第五掺杂部123均关于图1a所示的虚线对称，如此，对称的两个掺杂部可同时形成，有利于简化调制器100的制作工艺。当然，在其它实施例中，位于脊波导结构两侧的厚度渐变波导可采用部分对称或者完成不对称的设计，本公开对此并无特殊限制。
在一些实施例中，第二掺杂波导120包括多个第六掺杂部；其中，沿第四掺杂部121指向第五掺杂部123的方向，多个第六掺杂部的厚度递增。例如，图1a中示出了两个第六掺杂部，第六掺杂部122a的厚度小于第六掺杂部122b的厚度。又例如，图1b中示出了四个第六掺杂部，第六掺杂部122a、第六掺杂部122b、第六掺杂部122c和第六掺杂部122d的厚度依次增加。可以理解的是，本实施例中，通过设置沿第四掺杂部121指向第五掺杂部123的方向，多个第六掺杂部的厚度递增，可保证靠近脊波导结构的波导的厚度较薄，远离脊波导结构的波导的厚度较后，从而形成厚度渐变波导。
在一些实施例中，多个第六掺杂部以及第五掺杂部123之间厚度的增量相同。例如，如图1b所示，第六掺杂部122b和第六掺杂部122a之间具有第一厚度增量ΔH1，第六掺杂部122c和第六掺杂部122b之间具有第二厚度增量ΔH2，第六掺杂部122d和第六掺杂部122c之间具有第三厚度增量ΔH3，第五掺杂部123和第六掺杂部122d之间具有第四厚度增量ΔH4，第一厚度增量ΔH1、第二厚度增量ΔH2、第三厚度增量ΔH3以及第四厚度增量ΔH4均相同。
在另一些实施例中，多个第六掺杂部以及第五掺杂部123之间厚度的增量不同。例如，上述第一厚度增量ΔH1、第二厚度增量ΔH2、第三厚度增量ΔH3以及第四厚度增量ΔH4中至少两个厚度增量不同。在一具体实施例中，第一厚度增量ΔH1、第二厚度增量ΔH2、第三厚度增量ΔH3以及第四厚度增量ΔH4依次增加。
在一些实施例中，沿第四掺杂部121指向第五掺杂部123的方向，多个第六掺杂部的掺杂浓度递增；其中，第四掺杂部121的掺杂浓度小于或等于多个第六掺杂部中的最小掺杂浓度；第五掺杂部123的掺杂浓度大于或等于多个第六掺杂部中的最大掺杂浓度。这里，与第四掺杂部121接触的第六掺杂部的掺杂浓度为多个第六掺杂部中的最小掺杂浓度，与第五掺杂部123接触的第六掺杂部的掺杂浓度为多个第六掺杂部中的最大掺杂浓度。
示例性的，参照图1a所示，第二掺杂波导120包括两个第六掺杂部，第六掺杂部122a的掺杂浓度小于第六掺杂部122b的掺杂浓度，第四掺杂部121的掺杂浓度小于或等于第六掺杂部122a的掺杂浓度，第五掺杂部123的掺杂浓度大于或等于第六掺杂部122b的掺杂浓度。
示例性的，参照图1b所示，第二掺杂波导120包括四个第六掺杂部，第六掺杂部122a、第六掺杂部122b、第六掺杂部122c和第六掺杂部122d的掺杂浓度依次增加，第四掺杂部121的掺杂浓度小于或等于第六掺杂部122a的掺杂浓度，第五掺杂部123的掺杂浓度大于或等于第六掺杂部122d的掺杂浓度。
本公开实施例中，通过设置沿第四掺杂部121指向第五掺杂部123的方向，多个第六掺杂部的掺杂浓度递增，并且第四掺杂部121的掺杂浓度小于或等于多个第六掺杂部中的最小掺杂浓度，第五掺杂部123的掺杂浓度大于或等于多个第六掺杂部中的最大掺杂浓度。如此，可形成厚度和浓度均逐渐增加的渐变波导，有利于进一步降低串联电阻。
在一些实施例中，第一掺杂波导110包括多个第二掺杂部；其中，沿第一掺杂部111指向第三掺杂部113的方向，多个第二掺杂部的厚度递增。例如，图1a中示出了两个第二掺杂部，第二掺杂部112a的厚度小于第二掺杂部112b的厚度。又例如，图1b中示出了四个第二掺杂部，第二掺杂部112a、第二掺杂部112b、第二掺杂部112c和第二掺杂部112d的厚度依次增加。可以理解的是，本实施例中，通过设置沿第一掺杂部111指向第三掺杂部113的方向，多个第二掺杂部的厚度递增，可保证靠近脊波导结构的波导的厚度较薄，远离脊波导结构的波导的厚度较后，从而形成厚度渐变波导。这里，沿第一掺杂部111指向第三掺杂部113的方向与沿第四掺杂部121指向第五掺杂部123的方向为相反方向。
在一些实施例中，多个第二掺杂部以及第三掺杂部113之间厚度的增量相同。例如，如图1b所示，第二掺杂部112b和第二掺杂部112a之间具有第五厚度增量ΔH5，第二掺杂部112c和第二掺杂部112b之间具有第六厚度增量ΔH6，第二掺杂部112d和第二掺杂部112c之间具有第七厚度增量ΔH7，第三掺杂部113和第二掺杂部112d之间具有第八厚度增量ΔH8，第五厚度增量ΔH5、第六厚度增量ΔH6、第七厚度增量ΔH7以及第八厚度增量ΔH8均相同。
在另一些实施例中，多个第二掺杂部以及第三掺杂部113之间厚度的增量不同。例如，上述第五厚度增量ΔH5、第六厚度增量ΔH6、第七厚度增量ΔH7以及第八厚度增量ΔH8中至少两个厚度增量不同。在一具体实施例中，第五厚度增量ΔH5、第六厚度增量ΔH6、第七厚度增量ΔH7以及第八厚度增量ΔH8依次增加。
在一些实施例中，沿第一掺杂部111指向第三掺杂部113的方向，多个第二掺杂部的掺杂浓度递增；其中，第一掺杂部111的掺杂浓度小于或等于多个第二掺杂部中的最小掺杂浓度；第三掺杂部113的掺杂浓度大于或等于多个第二掺杂部中的最大掺杂浓度。这里，与第一掺杂部111接触的第二掺杂部的掺杂浓度为多个第二掺杂部中的最小掺杂浓度，与第三掺杂部113接触的第二掺杂部的掺杂浓度为多个第二掺杂部中的最大掺杂浓度。
示例性的，参照图1a所示，第一掺杂波导110包括两个第二掺杂部，第二掺杂部112a的掺杂浓度小于第二掺杂部112b的掺杂浓度，第一掺杂部111的掺杂浓度小于或等于第二掺杂部112a的掺杂浓度，第三掺杂部113的掺杂浓度大于或等于第二掺杂部112b的掺杂浓度。
示例性的，参照图1b所示，第一掺杂波导110包括四个第二掺杂部，第二掺杂部112a、第二掺杂部112b、第二掺杂部112c和第二掺杂部112d的掺杂浓度依次增加，第一掺杂部111的掺杂浓度小于或等于第二掺杂部112a的掺杂浓度，第三掺杂部113的掺杂浓度大于或等于第二掺杂部112d的掺杂浓度。
本公开实施例中，通过设置沿第一掺杂部111指向第三掺杂部113的方向，多个第二掺杂部的掺杂浓度递增，并且第一掺杂部111的掺杂浓度小于或等于多个第二掺杂部中的最小掺杂浓度，第三掺杂部113的掺杂浓度大于或等于多个第二掺杂部中的最大掺杂浓度。如此，可形成厚度和浓度均逐渐增加的渐变波导，有利于进一步降低串联电阻。
在一些实施例中，调制器100还包括：
第一电极层，位于第三掺杂部113上且与第三掺杂部113连接；
第二电极层，位于第五掺杂部123上且与第五掺杂部123连接。
本实施例中，第一电极层与第三掺杂部113之间形成欧姆接触，第二电极层与第五掺杂部123之间形成欧姆接触，通过向第一电极层和第二电极层分别施加电信号，可对脊波导结构中传输的光信号进行调制。
图2是根据本公开实施例示出的另一种调制器200的示意图。图2中的第一掺杂波导210可参照上述第一掺杂波导110的相关描述。与图1a以及图1b不同的是，本实施例中，第二掺杂波导220包括第四掺杂部221和第五掺杂部223，第五掺杂部223的厚度小于第四掺杂部221的厚度，第五掺杂部223各个位置处的厚度基本相同。这里，基本相同包括完全相同或者存在误差但在允许的误差范围内。
可以理解的是，本公开实施例中可以在脊波导结构的一侧设置厚度渐变波导，在脊波导结构的另一侧设置平板波导。使得调制器在保持高效的模式限制效果的同时，降低串联电阻，提升调制器的带宽和调制效率，进而提升调制器的性能。
本公开实施例提供一种调制器，该调制器包括第一掺杂波导以及与第一掺杂波导接触的第二掺杂波导；第一掺杂波导包括依次排布的第一掺杂部、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部；第一掺杂部的厚度和第三掺杂部的厚度均大于第二掺杂部的厚度；第一掺杂部、第二掺杂部、第三掺杂部的排布方向和第一掺杂波导的厚度方向垂直；第二掺杂波导包括第四掺杂部和第五掺杂部；第四掺杂部位于第一掺杂部和第五掺杂部之间，第四掺杂部的厚度和第一掺杂部的厚度相同，第五掺杂部的厚度小于或者等于第四掺杂部的厚度；第二掺杂波导的导电类型和第一掺杂波导的导电类型不同。如此，使得调制器在保持高效的模式限制效果的同时，降低串联电阻，提升调制器的带宽和调制效率，进而提升调制器的性能。
基于上述调制器，本公开实施例提供一种调制器的制作方法。
图3是根据本公开实施例示出的一种调制器的制作方法的流程图。参照图3所示，该制作方法至少包括以下步骤：
S301：形成第一掺杂波导，第一掺杂波导包括依次排布的第一掺杂部、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部；其中，第一掺杂部的厚度和第三掺杂部的厚度均大于第二掺杂部的厚度；第一掺杂部、第二掺杂部、第三掺杂部的排布方向和第一掺杂波导的厚度方向垂直；
S302：形成与第一掺杂波导接触的第二掺杂波导，第二掺杂波导包括第四掺杂部和第五掺杂部；其中，第四掺杂部位于第一掺杂部和第五掺杂部之间，第四掺杂部的厚度和第一掺杂部的厚度相同，第五掺杂部的厚度小于或者等于第四掺杂部的厚度；第二掺杂波导的导电类型和第一掺杂波导的导电类型不同。
需要说明的是，图3中所示的步骤并非排他的，也可以在所示操作中的任何步骤之前、之后或之间执行其他步骤；图3中所示的各步骤可以根据实际需求进行顺序调整。
图4是根据本公开实施例示出的一种调制器的制作过程的示意图。下面将结合图4以及图3对调制器的制作过程进行示例性的说明。
首先，提供衬底，衬底的材料包括单质半导体材料(例如，硅(Si)、锗(Ge)等)、复合半导体材料(例如，锗硅(SiGe)、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗(GeOI))等。下面将以硅衬底为例进行说明。
然后，在衬底上形成波导材料层，波导材料层的形成工艺包括但不限于薄膜沉积工艺。这里，在形成波导材料层之前，还可先在硅衬底上形成绝缘层，绝缘层包括但不限于氧化硅。
接下来，刻蚀波导材料层分别形成第一初始波导和第二初始波导，第一初始波导和第二初始波导均为厚度渐变结构，第一初始波导将在后续的工艺中形成如图4所示的第一掺杂波导110，第二初始波导将在后续的工艺中形成如图4所示的第二掺杂波导120。
示例性的，对波导材料层的第一区域进行第一刻蚀形成第一初始波导，第一初始波导与第一掺杂波导110具有相同的轮廓形状；对波导材料层的第二区域进行第二刻蚀形成第二初始波导，第二初始波导与第二掺杂波导120具有相同的轮廓形状。
在实际应用中，第一刻蚀包括多个第一子刻蚀，从而可形成包括多个台阶的第一初始波导。第二刻蚀包括多个第二子刻蚀，从而可形成包括多个台阶的第二初始波导。
再接下来，对第一初始波导进行掺杂形成第一掺杂波导；对第二初始波导进行掺杂形成第二掺杂波导。
示例性的，先对整个第一初始波导进行P掺杂，再对P掺杂的第一初始波导的部分区域进行P+掺杂，最后对P+掺杂的第一初始波导的部分区域进行P++掺杂，如此，可形成掺杂浓度依次增加的第一掺杂部111、第二掺杂部112a、第二掺杂部112b以及第三掺杂部113。本示例中，P掺杂、P+掺杂、P++掺杂的掺杂浓度依次增加。
示例性的，先对整个第二初始波导进行N掺杂，再对N掺杂的第二初始波导的部分区域进行N+掺杂，最后对N+掺杂的第二初始波导的部分区域进行N++掺杂，如此，可形成掺杂浓度依次增加的第四掺杂部121、第六掺杂部122a、第六掺杂部122b以及第五掺杂部123。本示例中，N掺杂、N+掺杂、N++掺杂的掺杂浓度依次增加。
在一些实施例中，第五掺杂部123的厚度等于第四掺杂部121的厚度；上述形成与第一掺杂波导接触的第二掺杂波导，包括：在第四掺杂部121和第五掺杂部123之间形成至少一个第六掺杂部；其中，第四掺杂部的厚度121和第五掺杂部123的厚度均大于第六掺杂部的厚度。
在另一些实施例中，第五掺杂部的厚度小于第四掺杂部的厚度；上述形成与第一掺杂波导接触的第二掺杂波导，包括：在第四掺杂部相对远离第一掺杂波导的一侧形成第五掺杂部；其中，第五掺杂部各个位置处的厚度基本相同。
最后，形成覆盖第一掺杂波导和第二掺杂波导的覆盖层，覆盖层的材料包括但不限于氧化硅。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种调制器，其特征在于，包括：
第一掺杂波导，包括：依次排布的第一掺杂部、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部；其中，所述第一掺杂部的厚度和所述第三掺杂部的厚度均大于所述第二掺杂部的厚度；所述第一掺杂部、所述第二掺杂部、所述第三掺杂部的排布方向和所述第一掺杂波导的厚度方向垂直；
第二掺杂波导，与所述第一掺杂波导接触，包括：第四掺杂部和第五掺杂部；其中，所述第四掺杂部位于所述第一掺杂部和所述第五掺杂部之间，所述第四掺杂部的厚度和所述第一掺杂部的厚度相同，所述第五掺杂部的厚度小于或者等于所述第四掺杂部的厚度；所述第二掺杂波导的导电类型和所述第一掺杂波导的导电类型不同。
2.根据权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述第五掺杂部的厚度等于所述第四掺杂部的厚度；所述第二掺杂波导还包括：
至少一个第六掺杂部，位于所述第四掺杂部和所述第五掺杂部之间；其中，所述第四掺杂部的厚度和所述第五掺杂部的厚度均大于所述第六掺杂部的厚度。
3.根据权利要求2所述的调制器，其特征在于，所述第二掺杂波导包括多个所述第六掺杂部；其中，沿所述第四掺杂部指向所述第五掺杂部的方向，多个所述第六掺杂部的厚度递增。
4.根据权利要求3所述的调制器，其特征在于，沿所述第四掺杂部指向所述第五掺杂部的方向，多个所述第六掺杂部的掺杂浓度递增；其中，所述第四掺杂部的掺杂浓度小于或等于多个所述第六掺杂部中的最小掺杂浓度；所述第五掺杂部的掺杂浓度大于或等于多个所述第六掺杂部中的最大掺杂浓度。
5.根据权利要求1或2所述的调制器，其特征在于，所述第一掺杂波导包括多个所述第二掺杂部；其中，沿所述第一掺杂部指向所述第三掺杂部的方向，多个所述第二掺杂部的厚度递增。
6.根据权利要求5所述的调制器，其特征在于，沿所述第一掺杂部指向所述第三掺杂部的方向，多个所述第二掺杂部的掺杂浓度递增；其中，所述第一掺杂部的掺杂浓度小于或等于多个所述第二掺杂部中的最小掺杂浓度；所述第三掺杂部的掺杂浓度大于或等于多个所述第二掺杂部中的最大掺杂浓度。
7.根据权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述第五掺杂部的厚度小于所述第四掺杂部的厚度，所述第五掺杂部各个位置处的厚度基本相同。
8.根据权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述调制器还包括：
第一电极层，位于所述第三掺杂部上且与所述第三掺杂部连接；
第二电极层，位于所述第五掺杂部上且与所述第五掺杂部连接。
9.一种调制器的制作方法，其特征在于，包括：
形成第一掺杂波导，所述第一掺杂波导包括依次排布的第一掺杂部、至少一个第二掺杂部和第三掺杂部；其中，所述第一掺杂部的厚度和所述第三掺杂部的厚度均大于所述第二掺杂部的厚度；所述第一掺杂部、所述第二掺杂部、所述第三掺杂部的排布方向和所述第一掺杂波导的厚度方向垂直；
形成与所述第一掺杂波导接触的第二掺杂波导，所述第二掺杂波导包括第四掺杂部和第五掺杂部；其中，所述第四掺杂部位于所述第一掺杂部和所述第五掺杂部之间，所述第四掺杂部的厚度和所述第一掺杂部的厚度相同，所述第五掺杂部的厚度小于或者等于所述第四掺杂部的厚度；所述第二掺杂波导的导电类型和所述第一掺杂波导的导电类型不同。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述第五掺杂部的厚度等于所述第四掺杂部的厚度；所述形成与所述第一掺杂波导接触的第二掺杂波导，包括：
在所述第四掺杂部和所述第五掺杂部之间形成至少一个第六掺杂部；其中，所述第四掺杂部的厚度和所述第五掺杂部的厚度均大于所述第六掺杂部的厚度。
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