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公开(公告)号：CN112397379B
公开(公告)日：2024-12-24
申请号：CN202011280112.9
申请日：2020-11-16
Applicant: 浙江大学
IPC: H01L21/268 , H01L21/265 , H01L21/266 , H01L21/02
Abstract: 本发明公开了一种激光局域退火非晶多晶复合光电子集成方法，该方法步骤如下：在硅晶圆(硅晶圆上覆盖有波导下包层)上生长一层非晶硅薄膜并沉积上一层保护层，在保护层上制备一层金属图案，将金属图案未覆盖部分的保护层刻蚀掉，向非晶硅薄膜中注入掺杂离子；将激光束以一定的速率扫描过金属图案上方，金属图案覆盖区域反射大部分激光束的能量，其未覆盖处的非晶硅则由于吸收大量激光束能量形成熔融态，并激活了注入的掺杂离子，最后通过退火结晶形成多晶硅，之后进行CMOS兼容的硅光器件常规工艺。采用本发明方法可实现在低温工艺下制备非晶多晶复合光子器件，可以在电子芯片上直接集成低损耗的高速光子链路，实现高性能的单片集成光电融合芯片。
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公开(公告)号：CN114942534A
公开(公告)日：2022-08-26
申请号：CN202210454274.2
申请日：2022-04-27
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明涉及集成光学分路器领域，公开了基于SiON波导的离子交换可调制光分路器及其制备工艺，包括包括第一金属电极、离子交换区域、SiO2上包层、SiON波导、第二金属电极、SiO2下包层和硅基底。第一金属电极位于离子交换区域的上表面，离子交换区域位于SiON波导的上表面，且离子交换区域置于SiO2上包层之内，SiON波导位于硅基底的上方，SiON波导的上表面与SiO2上包层的下表面相接触，SiON波导的下表面与SiO2下包层的上表面相接触，SiO2下包层位于第二金属电极的上表面，第二金属电极贴合于硅基底的上表面，通过两块金属电极形成的电容电场对离子交换区域的掺杂离子向SiON波导扩散进行控制，以实现对波导传播模式以及分路器分光比的调制目的。
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公开(公告)号：CN112394542A
公开(公告)日：2021-02-23
申请号：CN202011278842.5
申请日：2020-11-16
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开一种基于二维材料/相变材料/半导体的集成光相移器。该光相移器是在半导体基底上经过有源掺杂和部分刻蚀形成掺杂光波导，掺杂光波导上沉积有低损耗的相变材料层，二维材料层覆盖在相变材料层顶部，整体结构处于上包层和下包层之间，上包层顶部的两个金属平板电极分别通过窗口或通孔与掺杂半导体和二维材料层接触。掺杂半导体和二维材料层分别作为对相变材料层进行调控的两个电极，用于使外加电流通过相变材料层并使其产生焦耳热，进而诱导相变材料层发生相变。相比于传统的基于热光、电光、载流子色散等效应的光相移器，本发明可实现具有非易失性的任意相位光相移器，具有长效近零功耗、高度集成、器件结构紧凑等特点。
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公开(公告)号：CN115224134B
公开(公告)日：2024-11-19
申请号：CN202210792791.0
申请日：2022-07-05
Applicant: 浙江大学
IPC: H01L31/0232 , H01L31/0336 , H01L31/109 , G02B6/10
Abstract: 本发明公开了一种混合波导集成二维材料中红外光电探测器。包括蓝宝石衬底；硅波导传输层形成在蓝宝石衬底之上；二维材料层位于硅波导传输层的中部上；硫系条形波导形成在二维材料层的中间上；两个电极形成在二维材料层的两侧上；硫系盖层形成在硅波导传输层上，且包覆二维材料层、硫系条形波导和电极。本发明是中红外低损的蓝宝石‑硅‑硫系材料混合波导结构，二维材料通过范德华力易于集成且室温下工作优势，通过极大的增强光与物质相互作用。
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公开(公告)号：CN115598869A
公开(公告)日：2023-01-13
申请号：CN202210792816.7
申请日：2022-07-05
Applicant: 浙江大学(CN)
Abstract: 本发明公开了一种混合波导集成石墨烯中红外电光调制器。包括蓝宝石衬底；硅波导传输层形成在蓝宝石衬底之上；第一石墨烯层位于硅波导传输层的一侧上；第一石墨烯层控制电极布置连接在第一石墨烯层之上；硫系介质层形成在硅波导传输层上，包覆第一石墨烯层；第二石墨烯层位于硫系介质层的一侧上；第二石墨烯层控制电极布置在第二石墨烯层上；包括硫系条形波导形成在第二石墨烯层上；硫系盖层形成在硫系介质层上，包覆第二石墨烯层和硫系条形波导。本发明支持3‑5μm波段的信号光进行低损传输和调制，本发明使用硅平板层与硫系条形波导构成混合脊型波导结构，石墨烯层可集成在TE0模式的场强极大值处，降低了光功耗。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115509031A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202210791866.3
申请日：2022-07-05
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开了一种混合波导集成石墨烯中红外全光调制器。包括蓝宝石衬底，硅波导传输层形成在蓝宝石衬底之上；石墨烯层或者硫系条形波导位于硅波导传输层上，石墨烯层位于硫系条形波导上表面或者下表面；硫系条形波导形成在石墨烯层上；硫系材料层形成在蓝宝石衬底或者硅波导传输层上，用于包覆硅波导传输层、石墨烯层、硫系条形波导。本发明基于中红外低损的蓝宝石‑硅‑硫系材料混合波导结构，灵活集成石墨烯，极大增强光与物质相互作用，同时利用石墨烯的超快速可饱和吸收效应。
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公开(公告)号：CN114019604A
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202210010527.7
申请日：2022-01-06
Applicant: 浙江大学
IPC: G02B6/12
Abstract: 本发明公开了一种小型波分解复用‑复用器件。包括衬底、信号输入波导、信号输出波导和波分解复用区域；信号输入波导、信号输出波导和波分解复用区域均布置在衬底上，信号输出波导包括结构相同且相间隔布置的第一、第二输出波导；波分解复用区域通过拓扑优化逆向设计，连接在所述信号输入波导和信号输出波导之间；两个经多路复用的两种波长的光信号经信号输入波导输入，经过波分解复用区域后被分离至第一、第二输出波导分离地输出。本发明基于伴随源法对器件进行拓扑优化逆向设计，使其实现了长波长间隔的波分解复用‑复用功能，解决了传统片上波分解复用器件中存在的占位面积大、性能不稳定的问题。
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公开(公告)号：CN114935838A
公开(公告)日：2022-08-23
申请号：CN202210452731.4
申请日：2022-04-27
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明涉及集成光学分路器领域，公开了基于离子交换的可调制光分路器及其制备工艺，主要包括玻璃基底、金属电极和玻璃基波导。基于离子交换的光分路器的制备工艺主要包括一下两个环节，第一个环节为在玻璃基PLC(平面光波导)器件上方进行二次混合熔盐离子交换工艺；第二个环节为在二次离子交换区域的表面采取Lift‑off工艺进行金属电极的制备。本发明中的可调制光分路器能够通过金属热电极产生的热量或两块金属电极形成的电容电场，对玻璃基PLC(平面光波导)中波导区域的离子交换过程进行调控，从而达到对离子交换区域波导的传播模式以及光分路器分光比进行调制的目的。
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公开(公告)号：CN114019604B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202210010527.7
申请日：2022-01-06
Applicant: 浙江大学
IPC: G02B6/12
Abstract: 本发明公开了一种小型波分解复用‑复用器件。包括衬底、信号输入波导、信号输出波导和波分解复用区域；信号输入波导、信号输出波导和波分解复用区域均布置在衬底上，信号输出波导包括结构相同且相间隔布置的第一、第二输出波导；波分解复用区域通过拓扑优化逆向设计，连接在所述信号输入波导和信号输出波导之间；两个经多路复用的两种波长的光信号经信号输入波导输入，经过波分解复用区域后被分离至第一、第二输出波导分离地输出。本发明基于伴随源法对器件进行拓扑优化逆向设计，使其实现了长波长间隔的波分解复用‑复用功能，解决了传统片上波分解复用器件中存在的占位面积大、性能不稳定的问题。
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公开(公告)号：CN119045120A
公开(公告)日：2024-11-29
申请号：CN202411159989.0
申请日：2024-08-22
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开了一种兼容CMOS工艺的相变材料后道集成加工方法及器件，加工方法包括：在绝缘体上硅晶片上光子器件的图案化、注入和离子激活，在上层沉积氧化硅并刻蚀窗口并外延生长锗层作为刻蚀停止层，在上层沉积氧化硅并在锗层和掺杂硅上方刻蚀氧化硅沟槽用以填充金属，选择性地蚀刻晶片的功能区中硅波导上方的氧化硅并去除锗层上方的金属及锗，通过磁控溅射在去除锗层的功能区域沉积相变材料的薄膜，在沟槽窗口采用剥离工艺剥离或刻蚀工艺后退火处理，沉积氧化铝保护层并使金属电极裸露。引入CMOS兼容的锗层作为硅波导上的蚀刻停止层，以沟槽的低插入损耗蚀刻深氧化硅沟槽从而集成各种相变材料，使相变材料与现有硅基光电子半导体制造工艺兼容集成。
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