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一种锗硅量子阱电致折射率调制器，其由下往上依次包括：P型硅衬底、P型锗硅合金缓冲层、本征锗硅合金下隔离层、本征锗硅合金耦合量子阱层、本征锗硅合金上隔离层、N型锗硅合金盖层，所述本征锗硅合金耦合量子阱层由多个非对称耦合量子阱组成，单个非对称耦合量子阱由两个不同宽度的量子阱、一个中间薄壁垒、两个侧边壁垒组成，相邻两个非对称耦合量子阱共用一个侧边壁垒区，其特征在于，两个侧边壁垒的锗硅合金组分配比锗含量相同，中间薄壁垒的锗含量必须低于所述两个侧边壁垒的锗含量。

本发明公开了一种锗硅量子阱电致折射率调制器和集成光电子器件，包括：P型硅衬底、P型锗硅合金缓冲层、本征锗硅合金下隔离层、本征锗硅合金耦合量子阱层、本征锗硅合金上隔离层、N型锗硅合金盖层，本征锗硅合金耦合量子阱层由多个非对称耦合量子阱组成，单个非对称耦合量子阱由两个不同宽度的量子阱、一个中间薄壁垒、两个侧边壁垒组成，相邻两个非对称耦合量子阱共用一个侧边壁垒区，两个侧边壁垒的锗硅合金组分配比相同，中间薄壁垒的Ge含量必须低于所述两个侧边壁垒。中间垒区Ge含量低的非对称耦合量子阱，势垒高度比两侧势垒区高，防止中间垒区两侧的量子阱在无外加电场时发生耦合，在加电场发生耦合时，对两个量子阱的耦合控制效果更好。

随着光通信和光互联的迅速发展，光电集成电路在数据传输中扮演着越来越重要的角色。由于与成熟的CMOS技术相兼容，硅基光电子被认为是最具有前景的电子和光子器件的集成平台。高效紧凑的硅基光电子器件是实现大规模光电子集成系统的前提，而一个兼容CMOS工艺、高性能低功耗的光学调制器对于光通信与光互联系统来说是一个关键的器件。目前硅基相位调制器主要是利用等离子体色散效应来实现光波的相位调制，即通过改变硅材料中的载流子浓度来改变材料的折射率。根据电压改变载流子浓度的方式可以将硅基调制器分为：载流子注入式调制、载流子积累式调制、载流子耗尽式调制。载流子注入技术是获得载流子浓度变化最成熟的技术，其优势是整个波导的参数指标相对比较均匀，可以实现很高的调制效率。然而，这种类型调制器的主要问题是由于硅中少子存活时间较长导致其运作速度慢。另外相对较大的注入电流会导致较高的功耗，这同时也会导致温度升高，而硅中热光效应会导致折射率的增大，但载流子注入却会使折射率减小，因此最终就会导致调制效果减弱。载流子积累式和载流子耗尽式的调制速度不再受限于硅中少子的寿命，而是取决于器件的RC常数，因此其调制速率相对较高。但是此类型的调制器由于载流子变化区域与光场的重叠面积较小，因而调制效率较低，而且能耗也较高。这三种方式的硅基调制器尺寸都较大，不利于片上硅基光电器件的集成。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

 1.本发明中单个非对称耦合量子阱由两个不同宽度的量子阱、一个中间薄壁垒、两个侧边壁垒组成，相邻两个非对称耦合量子阱共用一个侧边壁垒区，两个侧边壁垒的锗硅合金组分配比Ge锗含量相同，中间薄壁垒的Ge含量必须低于所述两个侧边壁垒。相比于普通量子阱结构，在同等电场强度下，非对称耦合量子阱光吸收谱产生的红移更加明显，即光吸收谱变化更加显著；同时，相比于普通量子阱结构的吸收谱，非对称耦合量子阱光吸收谱有更多的激子吸收峰，因此产生的折射率变化也更加显著。相比于那种中间垒区比两侧垒区的Ge含量要高的非对称耦合量子阱，本发明这种中间垒区比两侧垒区的Ge含量要低的非对称耦合量子阱，它的势垒高度比两侧的势垒区要高，可以防止中间垒区两侧的量子阱在无外加电场时发生耦合，在加电场发生耦合时，对两个量子阱的耦合控制效果更好。同时，锗硅合金中硅含量越高，在生长锗硅合金材料时生长速度越慢，因此越容易精准地生长出期望的宽度。相比于那种中间垒区宽度较小的非对称耦合量子阱，本发明的中间垒区宽度更大，耦合的控制效果更好，材料宽度的准确生长更容易实现。

2.本发明中其他组件(P型锗硅合金缓冲层、本征锗硅合金下隔离层、本征锗硅合金上隔离层、N型锗硅合金盖层)的锗硅合金中的Ge比例要略大于本征锗硅合金耦合量子阱层的最外层垒区，垒区的作用是用于限制量子阱中的电子，若小于则导致限制效果不好，如果大太多，会出现晶格不匹配。

3.本发明将本征锗硅合金下隔离层、所述本征锗硅合金耦合量子阱层、所述本征锗硅合金上隔离层的宽度设定为均为700nm～800nm，避免了太宽会变成多模，单个模式分配到的功率变小，能量不集中，而太窄不能导光，无法工作。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。