基于紫外光刻的双轴张应变Ge/SiGe多量子阱电吸收调制器北大核心CSCD

采用紫外光刻工艺(ultraviolet lithography technique,UVL),在互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)兼容的硅基平台上制作了基于悬空微桥结构在Ge/SiGe多量子阱材料中引入双轴张应变的低偏振相关电吸收调制器。利用拉曼光谱测试了器件引入双轴张应变的大小,并对器件在横电(transverse electric,TE)偏振和横磁(transverse magnetic,TM)偏振下的光电流响应、调制消光比和高频响应等性能进行了测试。器件的低偏振相关消光比在0 V/4 V工作电压下可达5.8 dB,3 dB调制带宽在4 V反向偏置电压时为8.3 GHz。与电子束光刻工艺(electron beam lithography technique,EBL)相比,采用UVL制作的器件在调制消光比、高频响应带宽等性能上略差一点,但具有曝光时间短、成本低和可大批量生产等优势,应用前景广阔。     

锗硅非对称耦合量子阱相位调制器特性的研究

为了研究和论证锗硅材料体系在器件的工艺制备和理论性能上的优势,拓展锗硅量子阱结构的应用范围,采用数值仿真结合实际器件制备的方法,进行了理论分析和实验验证,设计了一种基于Ge/SiGe非对称耦合量子阱材料的光学相位调制器,并在实验测试中验证了该理论的正确性。结果表明,当电场超过40 kV/cm时,该材料在1450 nm波长处可以达到最高0.01的电致折射率变化;经测试发现,实际制备的器件在1.5 V的反向偏置电压下,实现了1530 nm波长处2.4×10^-3的电致折射率变化,对应的V_πL_π=0.048 V·cm,在同类型锗硅光调制器中达到了先进水平。该研究为硅基集成光调制器的进一步发展开辟了新的方向。