本發明涉及電光調制器件，特別涉及一種波導晶圓、復合調制器及其制備方法。

背景技術：

1、鍵合(bonding)技術可以實現不同結構和功能的材料之間的緊密結合，從而將不同結構和功能的材料拼接為一個整體，實現不同材料特性的組合，產生有益效果。die?towafer(芯片-晶圓)的鍵合方式，一般采用單個或批量的方式，將一個個具有特定功能的小芯片(die)鍵合到整面晶圓(wafer)上。對于硅光芯片而言，將具有特定功能的小芯片與波導結構結合，組成復合調制器，具有重要的應用前景。然而這種復合調制器對功能芯片和波導結構間的距離十分敏感，即鍵合界面和下層波導結構的間距對波導結構光學性能的影響較大，因此需要嚴格控制鍵合界面到波導結構的間距。

2、現有技術方案中，通過鍵合獲得目標結構的做法中，往往鍵合層厚度誤差較大，從而影響到鍵合后的復合調制器的效率。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明實施例提供了一種波導晶圓，以解決現有技術中鍵合層厚度誤差較大的技術問題。該波導晶圓包括：

2、硅襯底14；

3、sio2熱氧層13，設置在所述硅襯底14的頂面上；

4、第一sio2包層12，設置在所述sio2熱氧層13的頂面上；

5、波導結構10，設置在所述第一sio2包層12中；

6、金屬電極11，設置在所述第一sio2包層12和sio2熱氧層13中；

7、鍵合界面17，位于所述波導結構10上方的所述第一sio2包層12的頂面，其中，所述鍵合界面17距離所述波導結構10的頂面之間的sio2厚度為預設厚度，所述鍵合界面17是處理為預設平整度后通過犧牲層15的保護避免在刻蝕第二sio2包層16的過程中被過刻蝕，所述犧牲層15在刻蝕完成所述第二sio2包層16之后去除；

8、所述第二sio2包層16，位于所述第一sio2包層12的頂面上除所述鍵合界面17之外的區域處。

9、本發明實施例還提供了一種復合調制器，以解決現有技術中鍵合層厚度誤差較大的技術問題。該復合調制器包括：

10、上述任意的所述波導晶圓；

11、光學調制器件18，鍵合在所述鍵合界面17處，所述光學調制器件18與所述鍵合界面17下方的所述波導結構10構成復合波導19。

12、本發明實施例還提供了一種上述波導晶圓的制備方法，以解決現有技術中鍵合層厚度誤差較大的技術問題。該制備方法包括：

13、在所述硅襯底14的頂面上制備所述sio2熱氧層13；

14、在所述sio2熱氧層13的頂面上制備第一sio2包層12，并在所述第一sio2包層12中制備所述波導結構10，在所述第一sio2包層12和sio2熱氧層13中制備所述金屬電極11；

15、對所述第一sio2包層12的頂面進行處理，使得處理后的所述第一sio2包層12的頂面距離所述波導結構10的頂面之間的sio2厚度為預設厚度且所述第一sio2包層12的頂面達到所述預設平整度；

16、在所述波導結構10上方的所述第一sio2包層12的頂面制備所述犧牲層15；

17、沉積所述第二sio2包層16，覆蓋所述第一sio2包層12和所述犧牲層15，對所述第二sio2包層16進行刻蝕，刻蝕到所述犧牲層15停止刻蝕，所述犧牲層15完全裸露；

18、去除所述犧牲層15得到所述鍵合界面17。

19、與現有技術相比，本說明書實施例采用的上述至少一個技術方案能夠達到的有益效果至少包括：提出了波導晶圓的鍵合界面17位于所述波導結構10上方的所述第一sio2包層12的頂面，所述鍵合界面17距離所述波導結構10的頂面之間的sio2厚度為預設厚度，鍵合界面17是處理為預設平整度后通過犧牲層15的保護避免在刻蝕第二sio2包層16的過程中被過刻蝕，所述犧牲層15在刻蝕完成所述第二sio2包層16之后去除，實現了鍵合界面17距離所述波導結構10的頂面之間的sio2厚度(即鍵合界層厚度)為厚度可控制的預設厚度，從而減少或避免由于鍵合界層厚度的誤差影響到鍵合后的復合調制器的效率；此外，在波導結構10和金屬電極11同時位于波導晶圓的鍵合界面之下時，在鍵合界面17距離所述波導結構10的頂面之間的sio2厚度達到預設厚度且達到預設平整度后，通過犧牲層15將鍵合界面17保護起來，將犧牲層15作為刻蝕停止層，保護鍵合界面17避免在刻蝕第二sio2包層16的過程中被過刻蝕，最后再通過濕法刻蝕工藝去除犧牲層，以獲得厚度可控、表面平整的鍵合界面17，有利于提高后續鍵合工藝的穩定性，以及控制器件光學性能的穩定性和高效性。

技術特征：

1.一種波導晶圓，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的波導晶圓，其特征在于，所述鍵合界面(17)為一處，位于所有所述波導結構(10)上方的所述第一sio2包層(12)的頂面。

3.如權利要求1所述的波導晶圓，其特征在于，所述鍵合界面(17)為多處，不同處的所述鍵合界面(17)位于不同所述波導結構(10)上方的所述第一sio2包層(12)的頂面，不同處的所述鍵合界面(17)距離對應所述波導結構(10)的頂面之間的sio2厚度不同。

4.如權利要求1至3中任一項所述的波導晶圓，其特征在于，所述犧牲層的材料為al。

5.一種復合調制器，其特征在于，包括：

6.一種權利要求1至4中任一項所述的波導晶圓的制備方法，其特征在于，包括：

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在所述波導結構(10)上方的所述第一sio2包層(12)的頂面制備所述犧牲層(15)，包括：

8.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在所述波導結構(10)上方的所述第一sio2包層(12)的頂面制備所述犧牲層(15)，包括：

9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，沉積所述第二sio2包層(16)，覆蓋所述第一sio2包層(12)和所述犧牲層(15)，對所述第二sio2包層(16)進行刻蝕，刻蝕到所述犧牲層(15)停止刻蝕，所述犧牲層(15)完全裸露，包括：

10.如權利要求6至9中任一項所述的制備方法，其特征在于，對所述第一sio2包層(12)的頂面進行處理，使得處理后的所述第一sio2包層(12)的頂面距離所述波導結構(10)的頂面之間的sio2厚度為預設厚度且所述第一sio2包層(12)的頂面達到所述預設平整度，包括：

技術總結
本發明實施例提供了一種波導晶圓、復合調制器及其制備方法，涉及電光調制器件技術領域，其中，該波導晶圓包括：SiO<subgt;2</subgt;熱氧層在硅襯底的頂面；第一SiO<subgt;2</subgt;包層在SiO<subgt;2</subgt;熱氧層的頂面；波導結構在第一SiO<subgt;2</subgt;包層中；金屬電極在第一SiO<subgt;2</subgt;包層和SiO<subgt;2</subgt;熱氧層中；鍵合界面位于波導結構上方第一SiO<subgt;2</subgt;包層的頂面，鍵合界面距離波導結構的頂面間的SiO<subgt;2</subgt;厚度為預設厚度，鍵合界面是處理為預設平整度后通過犧牲層的保護避免在刻蝕第二SiO<subgt;2</subgt;包層的過程中被過刻蝕，犧牲層在刻蝕完成第二SiO<subgt;2</subgt;包層后去除；第二SiO<subgt;2</subgt;包層刻蝕后均位于第一SiO<subgt;2</subgt;包層的頂面上除鍵合界面之外的區域處。該方案可以獲得厚度可控、表面平整的鍵合界面。

技術研發人員：劉敬偉,蔡豐任,李春龍,李超,周良,張彥樂,花曉強
受保護的技術使用者：國科光芯金杏（北京）實驗室科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24