TW201734581A - 光調變器 - Google Patents

光調變器 Download PDF

Info

Publication number
TW201734581A
TW201734581A TW105109703A TW105109703A TW201734581A TW 201734581 A TW201734581 A TW 201734581A TW 105109703 A TW105109703 A TW 105109703A TW 105109703 A TW105109703 A TW 105109703A TW 201734581 A TW201734581 A TW 201734581A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
semiconductor structure
height
dielectric
doped portion
doped
Prior art date
Application number
TW105109703A
Other languages
English (en)
Inventor
莊朝炫
謝建成
Original Assignee
源傑科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 源傑科技股份有限公司 filed Critical 源傑科技股份有限公司
Priority to TW105109703A priority Critical patent/TW201734581A/zh
Priority to US15/451,422 priority patent/US20170276970A1/en
Publication of TW201734581A publication Critical patent/TW201734581A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/015Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • G02F1/025Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

一種光調變器,包含基材、第一半導體結構、第二半導體結構以及介電結構。基材具有主要表面以及實質上垂直主要表面的第一方向。第一半導體結構具有第一導電類型,且位於主要表面上。第二半導體結構具有第二導電類型,且位於主要表面上,其中第一半導體結構與第二半導體結構在第一方向上不重疊。介電結構位於主要表面上,並從主要表面沿第一方向向上延伸,且介電結構夾置在第一半導體結構以及第二半導體結構之間。

Description

光調變器
本發明是有關於一種光調變器,且特別是有關於一種光相位調變器。
光調變器廣泛地應用在各種光學領域中,光調變器的種類包含振幅調變器、相位調變器及偏振調變器等。光相位調變器可以用來控制光的相位,典型的光相位調變器例如為普克爾盒(Pockels cells)或液晶盒裝置等電光調變裝置(electro-optic modulators)。各式各樣的光相位調變器被應用在積體光學系統(integrated optics)中,光線在光學系統的波導結構(waveguide)中傳遞,並且光的相位在波導結構中被控制或改變。舉例而言,光相位調變器可用以改變雷射共振器內的雷射光波長。光相位調變器也可應用在穩定雷射光的頻率。在光纖通信系統中,光相位調變器可應用於編碼信息的發送。此外,光調變器也可應用在光子晶片中。
本發明的一態樣是提供一種光調變器。根據本 發明的各種實施方式,在此揭露的光調變器能夠將光線限制或集中在主動區域內傳遞,因此得到性能更好的光調變器。再者,此光調變器能夠實現適合的摻質濃度梯度,不需要厚度方向上形成摻質濃度梯度。
此光調變器包含一基材、一第一半導體結構、一第二半導體結構以及一介電結構。基材具有一主要表面以及實質上垂直主要表面的一第一方向。第一半導體結構具有第一導電類型,且位於主要表面上。第二半導體結構具有第二導電類型,且位於主要表面上,其中第一半導體結構與第二半導體結構在第一方向上不重疊。介電結構位於主要表面上,並從主要表面沿第一方向向上延伸,且介電結構夾置在第一半導體結構以及第二半導體結構之間。第一半導體結構、第二半導體結構以及介電結構形成一光波導結構,提供一近似橢圓或圓形之光通道。
在某些實施方式中,第一半導體結構及第二半導體結構分別具有一第一頂面以及一第二頂面,且介電結構不覆蓋第一頂面和第二頂面。
在某些實施方式中,第一半導體結構的第一頂面在實質上相同的一第一高度橫向延伸至接觸介電結構。
在某些實施方式中,第二半導體結構的第二頂面在實質上相同的一第二高度橫向延伸至接觸介電結構。
在某些實施方式中,第一高度與第二高度實質上相同。
在某些實施方式中,介電結構隔離第一半導體 結構與第二半導體結構,使第一半導體結構與第二半導體結構不直接接觸。
在某些實施方式中,介電結構具有一高度及一寬度,且高度大於寬度。
在某些實施方式中,介電結構的高度實質上等於第一半導體結構的一厚度及第二半導體結構的一厚度。
在某些實施方式中,高度對寬度的比值為約10至約500。
在某些實施方式中,第一半導體結構以及第二半導體結構分別具有一第一寬度及一第二寬度,且第一寬度實質上等於第二寬度。
10‧‧‧光調變器
11‧‧‧P型多晶矽層
12‧‧‧N型多晶矽層
13‧‧‧氧化物層
14‧‧‧導電接觸結構
15‧‧‧導電接觸結構
16‧‧‧主動區域
17‧‧‧基材
18‧‧‧自由載子
19‧‧‧方向
100‧‧‧光調變器
101‧‧‧主動區域
103‧‧‧光線強度分佈
110‧‧‧基材
112‧‧‧主要表面
120‧‧‧第一半導體結構
120B‧‧‧底面
120T‧‧‧第一頂面
120S‧‧‧第一側壁
121‧‧‧第一摻雜區
121”‧‧‧第一摻雜部分
122‧‧‧第二摻雜區
122”‧‧‧第二摻雜部分
123‧‧‧第三摻雜區
123”‧‧‧第三摻雜部分
126‧‧‧豎立部
127‧‧‧延伸部
130‧‧‧第二半導體結構
130B‧‧‧底面
130T‧‧‧第二頂面
130S‧‧‧第二側壁
131‧‧‧第四摻雜區
131”‧‧‧第四摻雜部分
132‧‧‧第五摻雜區
132”‧‧‧第五摻雜部分
133‧‧‧第六摻雜區
133”‧‧‧第六摻雜部分
136‧‧‧豎立部
137‧‧‧延伸部
140‧‧‧介電結構
140B‧‧‧底面
151‧‧‧第一導電接觸結構
152‧‧‧第二導電接觸結構
160‧‧‧介電層
161‧‧‧第一開口
162‧‧‧第二開口
A1、A2‧‧‧區域
B1、B2‧‧‧區域
D1‧‧‧第一方向
E、E1-E3‧‧‧寬度
G1、G2‧‧‧落差
H、H1-H4‧‧‧高度
L1‧‧‧第一高度
L2‧‧‧第二高度
Q‧‧‧寬度
T‧‧‧厚度
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
W‧‧‧寬度
W1‧‧‧第一寬度
W2‧‧‧第二寬度
第1圖繪示本發明一比較例的光調變器的剖面示意圖。
第2圖繪示本發明一比較例的光調變器的光線強度分佈模擬結果示意圖。
第3圖繪示本發明某些實施方式的光調變器的立體示意圖。
第4圖繪示本發明某些實施方式的光調變器的剖面示意圖。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備,下 文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述;但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例,在有益的情形下可相互組合或取代,也可在一實施例中附加其他的實施例,而無須進一步的記載或說明。
在以下描述中,將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而,可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下,為簡化圖式,熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。
在本文中使用空間相對用語,例如「下方」、「之下」、「上方」、「之上」等,這是為了便於敘述一元件或特徵與另一元件或特徵之間的相對關係,如圖中所繪示。這些空間上的相對用語的真實意義包含其他的方位。例如,當圖示上下翻轉180度時,一元件與另一元件之間的關係,可能從「下方」、「之下」變成「上方」、「之上」。此外,本文中所使用的空間上的相對敘述也應作同樣的解釋。
第1圖繪示本發明一比較例的光調變器10的剖面示意圖。光調變器10主要包含P型多晶矽層11、N型多晶矽層12、氧化物層13、導電接觸結構14、導電接觸結構15以及基材17。P型多晶矽層11包含P+區域11a以及P區域11b,N型多晶矽層12包含N+區域12a以及N+區域12b。導電接觸結構14及導電接觸結構15分別接觸P+區域11a及N+區域12a。P型多晶矽層11與N型多晶矽層12的一部分 重疊,氧化物層13夾置在P型多晶矽層11與N型多晶矽層12的重疊部分之間。P型多晶矽層11、氧化物層13及N型多晶矽層12的重疊區域構成光調變器10的主動區域16。請注意,在主動區域16中,P型多晶矽層11、氧化物層13以及N型多晶矽層12是在垂直基板17的方向上堆疊配置。此外,P型多晶矽層11與N型多晶矽層12必須橫向延伸以配置導電接觸結構14及導電接觸結構15。
氧化物層13可被理解為「閘介電層」,當P型多晶矽層11與N型多晶矽層12之間產生電位差時,氧化物層13的相對兩側便聚集自由載子18(free carrier)。當光線在主動區域16中沿著垂直紙面的方向19傳遞時,聚集的自由載子18能改變光線的相位,因此構成可調整光線相位的光調變器10。
根據上述光調變器10的操作原理,吾人希望所傳遞的光線能夠被集中在主動區域16內,避免光線逸散到主動區域16之外,才能讓光調變器10提供更佳的性能。
第2圖繪示光調變器10的光線強度分佈的模擬結果示意圖。在第2圖中可以發現,光線強度分佈被P型多晶矽層11及N型多晶矽層12扭曲,光線強度分佈會沿著P型多晶矽層11及N型多晶矽層12橫向的延伸出去(或稱為擴散出去),導致光線不能全部集中在主動區域中。在主動區域區域以外傳遞的光線無法被改變相位,因此限制了光調變器10的性能。
另一方面,吾人希望在氧化物層13的相對兩側 聚集更多的自由載子,以便能夠更有效的改變光的相位。但另一方面,吾人卻又不希望氧化物層13的相對兩側存在太高的摻質濃度,因為摻雜的物質對於光線的傳遞會造成阻礙。所以,兩者間存在相互衝突的折衷(trade-off)。
所以,光調變器10存在兩項技術缺點,其一是光線強度分佈被扭曲,無法有效地集中在主動區域;其二是很難控制或調整氧化物層13相對兩側的濃度,以達到減少光線傳遞阻礙的目的。
本發明的發明人即是根據以上的發現以及研究,而提出本發明的多個實施方式,以改善上述光調變器10的缺點。第3圖繪示本發明各種實施方式的光調變器100的立體示意圖。光調變器100包含基材110、第一半導體結構120、第二半導體結構130以及介電結構140。本發明的技術思想,主要是將光調變器100的結構改為:在遠離介電結構140的區域中提供較高的摻質濃度,以促使介電結構140的相對兩側能夠產生更多的自由載子。但是,在鄰近介電結構140的區域存在較低的摻質濃度,降低此區域的摻質濃度可以有效地減少光線傳遞的阻礙。
基材110具有主要表面112以及實質上垂直主要表面112的第一方向D1。在某些實施方式中,半導體基材110包含摻雜或未摻雜的矽晶圓、或半導體上絕緣體(SOI)基材、或類似的半導體材料。
第一半導體結構120位於主要表面112上,而且第一半導體結構120具有第一導電類型。舉例而言,第一半 導體結構120可包含N型半導體材料或P型半導體材料。第一半導體結構120的例示半導體材料包含N型摻雜或P型摻雜的多晶矽、非晶矽、單晶矽或類似的材料。摻質可例如為3A族或5A族的元素或含有3A族或5A族元素的化合物或類似的材料。
第二半導體結構130位於主要表面112上,而且第二半導體結構130具有第二導電類型。請注意,第二半導體結構130與第一半導體結構120在第一方向D1上不會彼此重疊。更詳細的說,從第一方向D1觀察時(即第3圖顯示之示意圖),第二半導體結構130與第一半導體結構120之間存在一個間距,因此第二半導體結構130不會與第一半導體結構120重疊。此外,第二半導體結構130的第二導電類型與第一半導體結構120的第一導電類型不同。舉例而言,當第一半導體結構120包含N型半導體材料時,第二半導體結構130可包含P型半導體材料;或者當第一半導體結構120包含P型半導體材料時,第二半導體結構130可包含N型半導體材料。
介電結構140從基材110的主要表面112沿第一方向D1向上延伸,並且夾置在第一半導體結構120與第二半導體結構130之間。在本發明的某些實施方式中,第一半導體結構120具有第一側壁120S,第二半導體結構130具有第二側壁130S。在具體實施例中,第一側壁120S及第二側壁130S實質上沿著第一方向D1延伸,而且第一側壁120S與第二側壁130S相對。介電結構140夾置在第一半導 體結構120的第一側壁120S與第二半導體結構130的第二側壁130S之間,從而實體上隔離第一半導體結構120與第二半導體結構130,使第一半導體結構120與第二半導體結構130不直接接觸。
介電結構140可以是任何適合的介電材料,例如氮化矽、氧化矽、摻雜的矽玻璃等介電材料,介電結構140也可以由低介電係數的介電材料所形成,例如磷矽酸鹽玻璃(PSG)、硼磷矽玻璃(BPSG)、氟矽玻璃(FSG)、碳化矽材料、或上述的組合或類似材料。介電結構140也可以由高介電係數的介電材料所形成,例如氧化鉿(HfO2)、氧化鉿矽(HfSiO)、鉿氮氧化矽(HfSiON)、鉿氧化鉭(HfTaO)、鉿氧化鈦(HfTiO)、氧化鉿鋯(HfZrO)或類似材料。
在本發明的某些實施方式中,介電結構140實體接觸第一半導體結構120,而且介電結構140與第一半導體結構120的接觸面(或稱為界面)延伸到基材110的主要表面112。在另外某些實施方式中,介電結構140實體接觸第二半導體結構130,而且介電結構140與第二半導體結構130的接觸面或界面延伸到基材110的主要表面112。
在本發明的某些實施方式中,介電結構140的高度H大於寬度W。在某些實施例中,介電結構140的高度H對寬度W的比值(H/W)可為約10至約500,例如為約15、約20、約30、約50、約100、約200、約300或約400。在某些實施例中,介電結構140的高度H為約0.05μm至約5μm,例如為約0.1μm、約0.2μm、約0.5μm、約1μm、 約2μm或約4μm。
在本發明的某些實施方式中,第一半導體結構120及第二半導體結構130分別具有第一頂面120T以及第二頂面130T。第一頂面120T在實質上相同的一第一高度L1上橫向延伸至接觸介電結構140,而且第二頂面130T在實質上相同的一第二高度L2上橫向延伸至接觸介電結構140。在某些實施例中,第一高度L1實質上等於第二高度L2。亦即,第一半導體結構的第一頂面120T與第二半導體結構的第二頂面130T在實質上相同的一水平高度上延伸。
在本發明的某些實施方式中,介電結構140不覆蓋第一半導體結構120的第一頂面120T和第二半導體結構130的第二頂面130T。因此,從第一方向D1觀察,第一半導體結構120、介電結構140及第二半導體結構130不會互相重疊。在另外某些實施方式中,第一半導體結構120以及第二半導體結構130不會覆蓋介電結構140的頂面。
在另外某些實施方式中,介電結構140的底面140B、第一半導體結構120的底面120B以及第二半導體結構130的底面130B直接接觸基材110的主要表面112。
在本發明的某些實施方式中,從第一方向D1觀察時,第一半導體結構120及第二半導體結構130是以介電結構140為對稱軸呈現鏡像對稱。在多個實施例中,第一半導體結構120及第二半導體結構130分別具有第一寬度W1及第二寬度W2,而且第一寬度W1實質上等於第二寬度W2。在另外某些實施方式中,在光調變器100的剖面結構 中,第一半導體結構120以及第二半導體結構130是以介電結構140為對稱軸呈現水平對稱結構。在某些實施例中,介電結構140的高度H實質上等於第一半導體結構120的厚度T1及第二半導體結構130的厚度T2。
在本發明的多個實施方式中,光調變器100的第一半導體結構120、第二半導體結構130及介電結構140是橫向地配置在同一平面上,第一半導體結構120、第二半導體結構130及介電結構140的空間集合即定義了光調變器100的主動區域101的範圍。既使光線強度分佈沿著第一及第二半導體結構橫向的延伸出去,光線仍然被限制在主動區域101內。所以,根據本發明的各種實施方式,能夠將光線限制在主動區域內傳遞。此外,藉由調整第一半導體結構120、第二半導體結構130及介電結構140的寬度及厚度,便能調整主動區域101的範圍。因此,本發明徹底改善了第1圖的光調變器10無法將光線集中在主動區域的技術缺點。
根據本發明的多個實施方式,光線強度分佈103呈現類似橢圓形狀的分佈,如第3圖所示。在鄰近介電結構140的區域具有相對較高的光強度,在遠離介電結構140的區域具有相對較低的光強度。在多個實施例中,光線強度分佈103是以介電結構140為對稱軸呈現對稱分佈。根據本發明的多個具體實施例,第一半導體結構、第二半導體結構以及介電結構形成一光波導結構,而提供一近似橢圓或圓形之光通道或光線強度分佈。
根據本發明的另外某些實施方式,第一半導體結構120包含多個摻雜區,例如第一摻雜區121、第二摻雜區122及第三摻雜區123。第一摻雜區121的摻質濃度小於第二摻雜區122的摻質濃度,而且第二摻雜區122的摻質濃度小於第三摻雜區123的摻質濃度。換言之,在第一半導體結構120中,第一摻雜區121具有最小的摻質濃度,而第三摻雜區123具有最大的摻質濃度。類似地,第二半導體結構130也可包含多個摻雜區,例如第四摻雜區131、第五摻雜區132及第六摻雜區133。第四摻雜區131的摻質濃度小於第五摻雜區132的摻質濃度,而且第五摻雜區132的摻質濃度小於第六摻雜區133摻質濃度。換言之,在第二半導體結構130中,第四摻雜區131具有最小的摻質濃度,而第六摻雜區133具有最大的摻質濃度。
位在遠離介電結構140的第三摻雜區123及第六摻雜區133具有最高的摻質濃度,用以促使介電結構140的相對兩側產生更多的自由載子。位在毗鄰介電結構140的第一摻雜區121及第四摻雜區131具有最低的摻質濃度,毗鄰介電結構140的區域具有較大的光線強度,降低此區域的摻質濃度可以有效地減少光線傳遞的阻礙。在此實施方式中,不同的摻雜區是水平方向的配置,所以能夠利用植入摻雜技術輕易的形成多個不同摻質濃度的區域,此方式相較於在同一水平的半導體層上,以離子植入方式於厚度方向造成摻質濃度梯度來形成不同摻質濃度的區域的方法,本發明所提供之實施方式可以達到更精準地控制濃度分布 之效果。
根據本發明的某些實施方式,第一半導體結構120的第一寬度W1、介電結構140的寬度W以及第二半導體結構130的第二寬度W2之總和定義了光調變器100的寬度Q,而且介電結構140的高度H定義光調變器100的厚度T,上述光調變器100的寬度Q可例如為約0.2μm至約10μm,且光調變器100的厚度T可例如為為約0.1μm至約5μm。
在另外某些實施方式中,光調變器100可更包含第一導電接觸結構151以及第二導電接觸結構152,分別接觸第一半導體結構120與第二半導體結構130。在某些實施例中,第一導電接觸結構151接觸第一半導體結構120的第三摻雜區123,第二導電接觸結構152接觸第二半導體結構130的第六摻雜區133。第一導電接觸結構151及第二導電接觸結構152用以對第一半導體結構120與第二半導體結構130提供電壓訊號,讓第一半導體結構120與第二半導體結構130之間產生電位差。
第4圖繪示本發明另外某些實施方式之光調變器100a的剖面示意圖。在第4圖中,相同或相似於第3圖繪示的光調變器100的元件以相同或相似的元件符號表示。光調變器100a的第一半導體結構120包含第一摻雜部分121”、第二摻雜部分122”以及第三摻雜部分123”。第一摻雜部分121”的摻質濃度小於第二摻雜部分122”的摻質濃度,而且第二摻雜部分122”的摻質濃度小於第三摻雜部分 123”的摻質濃度。類似地,第二半導體結構130包含第四摻雜部分131”、第五摻雜部分132”及第六摻雜部分133”。第四摻雜部分131”的摻質濃度小於第五摻雜部分132”的摻質濃度,而且第五摻雜部分132”的摻質濃度小於第六摻雜部分133”的摻質濃度。光調變器100a的其中一特徵是,第一摻雜部分121”的高度H1大於第二摻雜部分122”的高度H2,而且第四摻雜部分131”的高度H3大於第五摻雜部分132”的高度H4。
在某些實施方式中,第一摻雜部分121”包含豎立部126以及延伸部127。豎立部126接觸介電結構140,延伸部127由豎立部126橫向延伸至第二摻雜部分122”,而且豎立部126的高度H1大於延伸部127的高度H2。在某些實施例中,豎立部126與介電結構140具有實質上相同的高度H1,而且延伸部127、第二摻雜部分122”與第三摻雜部分123”具有實質上相同的高度H2。高度H1可例如為約150nm至約300nm,高度H2可例如為約50nm至約130nm。在某些實施例中,第一摻雜部分121”的頂面與第二摻雜部分122”的頂面之間的落差G1為高度H1的約50%至約70%。
類似地,第四摻雜部分131”包含豎立部136以及延伸部137。豎立部136接觸介電結構140,延伸部137由豎立部136橫向延伸至第五摻雜部分132”,而且豎立部136的高度H3大於延伸部137的高度H4。在某些實施例中,豎立部136與介電結構140具有實質上相同的高度H3, 而且延伸部137、第五摻雜部分132”與第六摻雜部分133”具有實質上相同的高度H4。高度H3可例如為約150nm至約300nm,高度H4可例如為約50nm至約130nm。在某些實施例中,第四摻雜部分131”的頂面與第五摻雜部分132”的頂面之間的落差G2為高度H3的約50%至約70%。在一特定實例中,高度H1實質上等於高度H3,且高度H2實質上等於高度H4。
豎立部126、豎立部136及介電結構140形成光調變器100a的脊形波導(Ridge waveguide)結構。在某些實施例中,豎立部126的寬度E1、豎立部136寬度E2及介電結構140的寬度E3之總寬度E為豎立部126的高度H1(或豎立部136的高度H3)的約1.5倍至約2.5倍。總寬度E可例如為約400nm至約450nm,較佳為約410nm至約430nm。
根據本發明的某些實施方式,豎立部126及豎立部136可用以限制及調整光調變器100a中的光線強度分佈103。如第4圖所示,光調變器100a中的光線強度分佈103能夠有效地被豎立部126及豎立部136限制在總寬度E的範圍內。此外,豎立部126、136的高度H1、H3對於光線強度分佈103也有影響,可以藉由調整豎立部126、136的高度H1、H3而得到近似於圓形的光線強度分佈103。因此,本發明某些實施方式中所述的豎立部的寬度及/或高度的特徵或比例具有特定的技術功效,並非單純的設計變更或簡單改變。
光調變器100a可以選擇性地包含介電層160、 第一導電接觸結構151以及第二導電接觸結構152。介電層160位在第一半導體結構120、第二半導體結構130以及介電結構140的上方。介電層160具有第一開口161以及第二開口162,分別對準第三摻雜部分123”以及第六摻雜部分133”。第一導電接觸結構151和第二導電接觸結構152分別經由第一開口161和第二開口162電性連接第三摻雜部分123”以及第六摻雜部分133”。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧光調變器
101‧‧‧主動區域
103‧‧‧光線強度分佈
110‧‧‧基材
112‧‧‧主要表面
120‧‧‧第一半導體結構
120B‧‧‧底面
120T‧‧‧第一頂面
120S‧‧‧第一側壁
121‧‧‧第一摻雜區
122‧‧‧第二摻雜區
123‧‧‧第三摻雜區
130‧‧‧第二半導體結構
130B‧‧‧底面
130T‧‧‧第二頂面
130S‧‧‧第二側壁
131‧‧‧第四摻雜區
132‧‧‧第五摻雜區
133‧‧‧第六摻雜區
140‧‧‧介電結構
140B‧‧‧底面
H‧‧‧高度
W‧‧‧寬度
D1‧‧‧第一方向
L1‧‧‧第一高度
L2‧‧‧第二高度
Q‧‧‧寬度
T‧‧‧厚度
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
W1‧‧‧第一寬度
W2‧‧‧第二寬度

Claims (18)

  1. 一種光調變器,包含:一基材,具有一主要表面以及實質上垂直該主要表面的一第一方向;一第一半導體結構,具有第一導電類型,且位於該主要表面上;一第二半導體結構,具有第二導電類型,且位於該主要表面上,其中該第一半導體結構與該第二半導體結構在該第一方向上不重疊;以及一介電結構,位於該主要表面上,並從該主要表面沿該第一方向向上延伸,且該介電結構夾置在該第一半導體結構以及該第二半導體結構之間;其中該第一半導體結構、該第二半導體結構、以及該介電結構形成一光波導結構,提供一近似橢圓或圓形之光通道。
  2. 如權利要求1所述的光調變器,其中該第一半導體結構及該第二半導體結構分別具有一第一頂面以及一第二頂面,且該介電結構不覆蓋該第一頂面和該第二頂面。
  3. 如權利要求2所述的光調變器,其中該第一半導體結構的該第一頂面在實質上相同的一第一高度橫向延伸至接觸該介電結構。
  4. 如權利要求3所述的光調變器,其中該第二半導體結構的該第二頂面在實質上相同的一第二高度橫向延伸至接觸該介電結構。
  5. 如權利要求4所述的光調變器,其中該第一高度與該第二高度實質上相同。
  6. 如權利要求1所述的光調變器,其中該介電結構隔離該第一半導體結構與該第二半導體結構,使該第一半導體結構與該第二半導體結構不直接接觸。
  7. 如權利要求1所述的光調變器,其中該介電結構具有一高度及一寬度,且該高度大於該寬度。
  8. 如權利要求7所述的光調變器,其中該介電結構的該高度實質上等於該第一半導體結構的一厚度及該第二半導體結構的一厚度。
  9. 如權利要求7所述的光調變器,其中該高度對該寬度的比值為約10至約500。
  10. 如權利要求1所述的光調變器,其中該第一半導體結構以及該第二半導體結構分別具有一第一寬度及一第二寬度,且該第一寬度實質上等於該第二寬度。
  11. 如權利要求1所述的光調變器,其中該第一半導體結構包含一第一摻雜部分以及一第二摻雜部分,該第一摻雜部分接觸該介電結構,且位於該介電結構與該第二摻雜部分之間,其中該第一摻雜部分的一摻雜濃度小於該第二摻雜部分的一摻雜濃度。
  12. 如權利要求11所述的光調變器,其中該第一摻雜部分的一高度大於該第二摻雜部分的一高度。
  13. 如權利要求11所述的光調變器,其中該第一摻雜部分包含一豎立部以及一延伸部,該豎立部接觸該介電結構,該延伸部由該豎立部橫向延伸至該第二摻雜部分,且該豎立部的一高度大於該延伸部的一高度。
  14. 如權利要求13所述的光調變器,其中該該豎立部的該高度實質上等於該介電結構的一高度,且該延伸部的該高度實質上等於該第二摻雜部分的一高度。
  15. 如權利要求11所述的光調變器,其中該第二半導體結構包含一第四摻雜部分以及一第五摻雜部分,該第四摻雜部分接觸該介電結構,且位於該介電結構與該第五摻雜部分之間,其中該第四摻雜部分的一摻雜濃度小於該第五摻雜部分的一摻雜濃度。
  16. 如權利要求15所述的光調變器,其中該 第四摻雜部分的一高度大於該第五摻雜部分的一高度。
  17. 如權利要求15所述的光調變器,其中該第四摻雜部分包含一豎立部以及一延伸部,該豎立部接觸該介電結構,該延伸部由該豎立部橫向延伸至該第五摻雜部分,且該豎立部的一高度大於該延伸部的一高度。
  18. 如權利要求17所述的光調變器,其中該該豎立部的該高度實質上等於該介電結構的一高度,且該延伸部的該高度實質上等於該第五摻雜部分的一高度。
TW105109703A 2016-03-28 2016-03-28 光調變器 TW201734581A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105109703A TW201734581A (zh) 2016-03-28 2016-03-28 光調變器
US15/451,422 US20170276970A1 (en) 2016-03-28 2017-03-07 Light modulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105109703A TW201734581A (zh) 2016-03-28 2016-03-28 光調變器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201734581A true TW201734581A (zh) 2017-10-01

Family

ID=59897963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105109703A TW201734581A (zh) 2016-03-28 2016-03-28 光調變器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20170276970A1 (zh)
TW (1) TW201734581A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10162200B1 (en) * 2017-06-19 2018-12-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Electro-optic phase modulator and method of manufacturing the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6845198B2 (en) * 2003-03-25 2005-01-18 Sioptical, Inc. High-speed silicon-based electro-optic modulator
WO2009020432A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Agency For Science, Technology And Research An electro-optic device and a method for manufacturing the same
CN101960345B (zh) * 2007-10-19 2013-01-02 光导束公司 用于模拟应用的硅基光调制器
SG173939A1 (en) * 2010-03-01 2011-09-29 Nec Corp Silicon-based electro-optic device
US8363986B2 (en) * 2010-03-10 2013-01-29 Mark Webster Dopant profile control for high speed silicon-based optical modulators
US8940563B2 (en) * 2011-03-24 2015-01-27 Centera Photonics Inc. Method for manufacturing optoelectronic module
US9507180B2 (en) * 2013-11-04 2016-11-29 Futurewei Technologies, Inc. Patterned poly silicon structure as top electric contact to MOS-type optical modulators
US9766484B2 (en) * 2014-01-24 2017-09-19 Cisco Technology, Inc. Electro-optical modulator using waveguides with overlapping ridges
US9142698B1 (en) * 2014-04-14 2015-09-22 Oracle International Corporation Integrated electro-absorption modulator

Also Published As

Publication number Publication date
US20170276970A1 (en) 2017-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11886056B2 (en) Electro-optical modulator using waveguides with overlapping ridges
US8532440B2 (en) Silicon-based electro-optic device
US10955692B2 (en) Optoelectronic component
US10133098B2 (en) MOS capacitor optical modulator with transparent conductive and low-refractive-index gate
JP6564877B2 (ja) 垂直pnシリコン変調器
US9110314B2 (en) Optical modulator and a method of forming the same
US20210311335A1 (en) Pn-junction phase modulator in a large silicon waveguide platform
CN106449732B (zh) 一种薄膜晶体管及制造方法和显示器面板
US10162200B1 (en) Electro-optic phase modulator and method of manufacturing the same
US20240085628A1 (en) Precision spacing control for optical waveguides
US11586059B2 (en) Silicon photonics modulator using TM mode and with a modified rib geometry
WO2019062362A1 (en) ELECTRO-ABSORBENT MODULATOR
US9184191B2 (en) Method providing an epitaxial photonic device having a reduction in defects and resulting structure
TW201734581A (zh) 光調變器
US10672798B2 (en) Active array substrate and method of manufacturing the same
CN107290873A (zh) 光调变器
TWI806164B (zh) 半導體結構、光電元件及其製造方法
GB2589174A (en) Electro-optic modulator
KR20010082850A (ko) 액정표시장치용 어레이기판