[发明专利]高速的基于硅的光调制器的掺杂剂分布控制

摘要

一种对装置的本体区和栅极区中的掺杂剂分布进行控制的高速的基于硅的光调制器减小了这种结构的串联电阻，而不引起大量的光功率损失。也就是说，在活性区外的区域中使用增大的掺杂剂值将允许该串联电阻得以减小（并且因此增加该装置的调制速度），而不会导致在信号损失方面的代价过大。该栅极区和该本体区内的掺杂剂分布被调整以显现一个中间值，这个中间值介于触点区域中的高掺杂剂浓度与载流子积分窗口区域中的低掺杂剂浓度之间。

主权项

一种基于硅的光调制装置，包括：一个硅本体层，该硅本体层被掺杂以显现一个第一导电类型；一个硅栅极层，该硅栅极层被掺杂以显现一个第二导电类型，该硅栅极层被至少部分地安置成与该硅本体层重叠，从而限定所述硅本体层与所述硅栅极层之间的一个邻接区域；一个相对薄的电介质层，该电介质层被安置在所述硅本体层与所述硅栅极层之间的邻接区域中，所述硅本体层和栅极层与该插入的相对薄的电介质层的组合限定该光调制装置的活性区；一个第一电触点，该第一电触点连接到该硅栅极层的一个外部触点部分；以及一个第二电触点，该第二电触点连接到该硅本体层的一个外部触点部分，其中当将一个电信号施加到该第一和第二电触点时，自由载流子在该相对薄的电介质层的两侧上的硅本体层和硅栅极层的这些邻接区域内积累、消耗或转化，使得所述光信号的光电场实质上与所述光调制装置的活性区中的自由载流子浓度调制区域重叠，其中该硅本体层和该硅栅极层被掺杂以在该活性区中显现一个最低的掺杂剂浓度并且在对应的多个外部部分中显现一个最高的掺杂剂浓度，其中该硅本体层和该硅栅极层中的至少一者在该对应的活性区与这些触点部分之间的一个中间区中进一步显现一个中间掺杂剂浓度。