[发明专利]一种高集成度的硅光芯片

说明书

本申请提供了一种高集成度的硅光芯片，通过分路器与雪崩光电二极管接收器的配合，可以有效减少激光器的数量。具体的，通过分路器可以将较少数量的激光器发射的直流激光拆分为更多的光路，以使拆分后得到的光路的数量符合硅光芯片要求的光路数量，同时，即使经过分路器拆分后得到的光路的功率值较低，这些光路通过硅光调制器得到的调制后的光信号的功率值较低，也可以采用具有较高增益的光电二极管接收器准确识别和捕获这些功率值较低的调制后的光信号，而且，分路器和光电二极管接收器都可以集成在硅基衬底上，由此，可以有效提高硅光芯片的集成度。

技术领域

本申请涉及硅光芯片技术领域，尤其涉及一种高集成度的硅光芯片。

背景技术

芯片(microchip)是一种通过照相平版技术将集成电路(Integrated Circuit，IC)印刷在半导体基板上所获得的产品，其中，集成电路包括一定数量的常用电子元件，通过半导体工艺将这些常用电子元件集成在一起以形成具有特定功能的电路，是将实现各种功能，由此，芯片可以通过这些集成电路实现相应的功能。上述由集成电路制成的芯片以电子作为信息载体，因此，芯片在信号传输模式上会受到功耗、延时等问题的影响，从而降低芯片的性能。

为了提高芯片的性能，可以以集成光路来替代集成电路，以得到硅光芯片，其中，集成光路包括硅基衬底和一定数量的光电子器件，例如激光器、硅光调制器、光电探测器等，可以通过标准半导体工艺将这些光电子器件集成在硅基衬底上以形成具有特定功能的光电通路，即以光子和电子同时作为信息载体，以提高芯片的信息传输速度、降低功耗。

现今的设备越来越趋于超微型化，如果需要将硅光芯片应用在这些超微型设备中，就需要进一步提高硅光芯片中光电子器件的集成度，以减少硅光芯片的体积。由于硅基衬底为间接带隙材料，很难发光，如果将激光器直接集成在硅基衬底上，激光器将很难在硅基衬底上形成光路，因此，只能如图1所示，将激光器1外置于硅基衬底2，即设置在半导体基板3上，并在硅基衬底2上设置相应的激光输入端4，以将激光器1发射的激光通过激光输入端4在硅基衬底2上形成光路，最后进入硅光调制器5，然后通过硅光调制器5将调制后的光信号通过调制光信号输出端6输出至对端的硅光芯片，调制光信号接收端7接收到对端的硅光芯片输出的调制后的光信号，并由光电二极管接收器8采集调制后的光信号中所携带的信息。但是，由于激光器1无法集成在硅基衬底2上，导致硅光芯片的集成度较低，而且由于硅光芯片通常需要设置多条光路，且每一条光路由相应的一个激光器1产生，这样，激光器1的数量也会相应较多，而且这些激光器1之间也难以集成在一起，导致激光器1之间的集成度较低，体积较大，从而进一步降低硅光芯片的集成度。

发明内容

本申请提供了一种高集成度的硅光芯片，以通过减少激光器的数量来提高硅光芯片的集成度。

本申请提供了一种高集成度的硅光芯片，所述硅光芯片包括硅基衬底、激光输入端、分路器、硅光调制器、调制光信号输出端、调制光信号接收端以及光电二极管接收器；

所述激光输入端、所述分路器、所述硅光调制器、所述调制光信号输出端、所述调制光信号接收端以及所述光电二极管接收器集成于所述硅基衬底上；

至少一个激光器发射的激光依次通过所述激光输入端和所述分路器，所述激光进入所述硅光调制器，所述硅光调制器将调制后的光信号通过所述调制光信号输出端输出，以传输至对端硅光芯片的调制信号接收端，所述调制光信号接收端接收所述对端硅光芯片的调制光信号输出端输出的调制后的光信号，并通过所述调制光信号接收端进入所述光电二极管接收器；

所述光电二极管接收器采用硅锗雪崩光电二极管接收器。

在一种实现方式中，所述分路器的分路数M≥4。

在一种实现方式中，所述分路器的分路数M≥8。

在一种实现方式中，所述硅基衬底包括第一硅基衬底和第二硅基衬底，所述第一硅基衬底与所述第二硅基衬底为一体结构；