[发明专利]多层膜、光学器件、光子集成电路器件和光收发器

权利要求书

1.一种多层膜，所述多层膜包括：

单晶硅层；

含有Zr的第一层；

含有ZrO₂的第二层；以及

含有具有电光效应的钙钛矿氧化物的第三层，所述第一层、所述第二层和所述第三层按该顺序设置在所述单晶硅层上方，

其中，所述多层膜对于要使用的波长是透明的。

2.根据权利要求1所述的多层膜，其中，所述钙钛矿氧化物选自由(Pb)(Zr,Ti)O₃、(Pb,La)(Zr,Ti)O₃、K(Ta,Nb)O₃、(Sr,Ba)TiO₃和BaTiO₃组成的组。

3.根据权利要求1所述的多层膜，所述多层膜包括：

设置在所述第二层和所述第三层之间的含有SrTiO₃或MgO的层，

其中，所述钙钛矿氧化物为(Pb)(Zr,Ti)O₃或(Pb,La)(Zr,Ti)O₃。

4.根据权利要求1所述的多层膜，其中，所述单晶硅层设置在硅氧化物层上。

5.一种光学器件，所述光学器件包括：

基板；

狭缝电极，所述狭缝电极具有在所述基板上方设置的一对导体之间的狭缝；以及

多层膜，所述多层膜设置在所述狭缝中；

其中，所述多层膜包括单晶硅层、含有Zr的第一层、含有ZrO₂的第二层以及含有钙钛矿氧化物的第三层，所述第一层、所述第二层和所述第三层在所述单晶硅层上方按该顺序外延生长，并且

其中，由所述狭缝内的所述第三层形成波导。

6.根据权利要求5所述的光学器件，该光学器件包括：

绝缘层，所述绝缘层位于所述一对导体的侧壁上，所述侧壁跨所述狭缝彼此面对。

7.根据权利要求5所述的光学器件，

其中，所述单晶硅层是设置于所述狭缝的底表面的单晶未掺杂硅。

8.根据权利要求5所述的光学器件，

其中，所述一对导体中的一个由第一导电类型单晶硅形成，所述一对导体中的另一个由第二导电类型单晶硅形成，

其中，所述单晶硅层是所述第一导电类型单晶硅、所述第二导电类型单晶硅中的一种或具有PN结的单晶硅，并且

其中，施加到所述一对导体的电位与相应导体的导电类型相反。

9.根据权利要求5所述的光学器件，

其中，所述一对导体在垂直于所述基板的方向上彼此靠近地设置，

其中，所述多层膜在垂直于所述基板的方向上设置在所述一对导体之间，并且在平行于所述基板的水平方向上设置在折射率比所述钙钛矿氧化物小的绝缘层之间，并且

其中，由被所述一对导体和所述绝缘层包围的所述钙钛矿氧化物形成光波导。

10.根据权利要求9所述的光学器件，其中，所述一对导体从设置在所述一对导体之间的所述多层膜沿相反方向延伸。

11.一种光子集成电路器件，所述光子集成电路器件包括：

光学器件，所述光学器件具有基板、具有在所述基板上方设置的一对导体之间的狭缝的狭缝电极和设置在所述狭缝中的多层膜；

硅波导，所述硅波导光学连接到所述光学器件，

其中，所述多层膜包括单晶硅层、含有Zr的第一层、含有ZrO₂的第二层以及含有钙钛矿氧化物的第三层，所述第一层、所述第二层和所述第三层在所述单晶硅层上方按该顺序外延生长，并且

其中，由所述狭缝内的所述第三层形成波导。

12.一种光学收发器，所述光学收发器包括：

光子集成电路；

电路装置，所述电路装置向所述光子集成电路供应电信号或从所述光子集成电路接收电信号；以及

数字信号处理器，所述数字信号处理器连接到所述电路装置，

其中，所述光子集成电路包括光学器件以及光学连接到所述光学器件的硅波导，所述光学器件具有基板、具有在所述基板上方设置的一对导体之间的狭缝的狭缝电极以及设置在所述狭缝中的多层膜,

其中，所述多层膜包括单晶硅层、含有Zr的第一层、含有ZrO₂的第二层以及含有钙钛矿氧化物的第三层，所述第一层、所述第二层和所述第三层在所述单晶硅层上方按该顺序外延生长，并且

其中，由所述狭缝内的所述第三层形成波导。