【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電吸收調制器領域，尤其涉及一種量子點電吸收調制器及其制備方法。
技術介紹
1、電吸收調制器具有結構簡單、功耗低、易于集成等特點，廣泛應用于高速光纖通信的信號調制編碼。
2、目前的inp基電吸收調制器都是利用量子阱有源區材料的量子限制斯塔克效應，此類有源區對量子阱材料的生長要求很高，需要材料均勻生長，且需在生長過程中調節量子阱的深度和寬度，以改變電吸收調制器的吸收強度和吸收邊的紅移速度。然而，量子阱材料只在沿外延方向的一個維度上對載流子有量子限制效應，因此以量子阱做有源區的電吸收調制器的調制性能受到限制。
3、雖然量子點是在三個空間方向上束縛激子的半導體材料，其量子效應更加明顯，但由于量子點材料和調制器設計的問題，量子點調制器的性能同樣受到很大限制。
4、基于此，現研究一種基于量子點的基礎上，設計一種新型的電吸收調制器，以充分提高量子點調制器的性能，即以使調制器在更低偏壓下具有更大的消光比的同時，提高其帶寬。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術所要解決的技術問題是提供一種量子點電吸收調制器及其制備方法，以使調制器在更低偏壓下具有更大的消光比的同時，提高其帶寬。
2、技術方案：本專利技術的量子點電吸收調制器，該電吸收調制器從下至上依次包括n接觸電極層、inp襯底、inp緩沖層、ingaasp下分別限制層、多周期inas量子點有源層、ingaasp上分別限制層、inp間隔層、inp蓋層、ingaas接觸層及p接觸電極層
3、本專利技術采用由多層inas量子點勢阱層和ingaasp勢壘層交替構成調制器的有源區，勢阱層和勢壘層兩者共同完成對載流子的限制，由于量子點材料的三維量子限制結構，調制器的有源區被勢壘層分割為許多小體積，每個小體積的線度在三維方向上均接近或小于載流子的德布羅衣波長，量子阱對電子和空穴的束縛增強，調制器吸收系數變大。另外，由于量子點的小尺寸特征，可使調制器在較薄的勢阱層和勢壘層下，最大限度的限制載流子，并防止載流子的泄露，吸收邊紅移速度大，從而使調制器在更低偏壓下具有更大的消光比。
4、此外，基于調制器的有源區結構基礎上，本專利技術頂部接觸電極的bcb填充和有源區兩側的inp半絕緣層掩埋，可以降低調制器的電極寄生電容和異質結電容，并有效防止側向電流擴散，以使調制器在更低偏壓下具有更大的消光比的同時，提高其帶寬。
5、進一步說，本專利技術電吸收調制器的多周期inas量子點有源層的周期數為1-20，每層均為inas量子點，且量子點上覆蓋10-40nm厚的ingaasp勢壘層。
6、進一步說，本專利技術電吸收調制器的inp半絕緣層為ru摻雜，折射率為3.1-3.2，電阻率為108-109ω·m，其寬度為1-5μm。
7、進一步說，本專利技術電吸收調制器的inp阻擋層為n型摻雜，折射率為3.1-3.2，其寬度為1-5μm。
8、進一步說，本專利技術電吸收調制器的n接觸電極層的厚度為1-5μm，inp襯底的厚度為200-500μm。
9、進一步說，本專利技術電吸收調制器的inp緩沖層的厚度為280-320nm，ingaasp下分別限制層的厚度為300-340nm。
10、進一步說，本專利技術電吸收調制器的ingaasp上分別限制層的厚度為300-340nm，inp間隔層的厚度為180-220nm。
11、進一步說，本專利技術電吸收調制器的inp蓋層的厚度為580-620nm，ingaas接觸層的厚度為180-220nm，p接觸電極層的厚度為1-5μm。
12、本專利技術制備上述量子點電吸收調制器的方法，包括如下步驟：
13、(1)分別依次在inp襯底上生長inp緩沖層、ingaasp下分別限制層、多周期inas量子點有源層、ingaasp上分別限制層、inp間隔層；
14、(2)光刻曝光多周期inas量子點有源層、ingaasp上分別限制層和inp間隔層兩側區域并刻蝕兩側區域至inp襯底；
15、(3)分別依次外延生長inp半絕緣層、inp阻擋層、inp蓋層和ingaas接觸層；
16、(4)分別在inp襯底和ingaas接觸層上生長n接觸電極層和p接觸電極層，并在p接觸電極層的兩側生長bcb層。
17、有益效果：與現有技術相比，本專利技術的顯著優點為：該電吸收調制器設計成由inas量子點和ingaasp勢壘層形成調制器有源區，該結構的能帶隨外加電壓的變化，實現對光的吸收調制；且能夠使調制器在較薄的勢阱層和勢壘層下，最大限度的限制載流子，并防止載流子的泄露，吸收邊紅移速度大，從而使調制器在更低偏壓下具有更大的消光比。此外，基于該有源區的基礎上，在頂部接觸電極的兩側分布bcb填充和有源區兩側的inp半絕緣層掩埋，能夠降低調制器的電極寄生電容和異質結電容，并有效防止側向電流擴散，以使調制器在更低偏壓下具有更大的消光比的同時提高其帶寬。
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1.一種量子點電吸收調制器，其特征在于，該電吸收調制器從下至上依次包括N接觸電極層(1)、InP襯底(2)、InP緩沖層(3)、InGaAsP下分別限制層(4)、多周期InAs量子點有源層(5)、InGaAsP上分別限制層(6)、InP間隔層(7)、InP蓋層(8)、InGaAs接觸層(9)及P接觸電極層(10)；其中，在所述InP緩沖層(3)、InGaAsP下分別限制層(4)及多周期InAs量子點有源層(5)的兩側分布InP半絕緣層(11)，在所述InGaAsP上分別限制層(6)、InP間隔層(7)的兩側分布InP阻擋層(12)，在P接觸電極層(10)兩側分布BCB層(13)。
2.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，所述多周期InAs量子點有源層(5)的周期數為1-20，每層均為InAs量子點(14)，且量子點上覆蓋10-40nm厚的InGaAsP勢壘層(15)。
3.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，所述InP半絕緣層(11)為Ru摻雜，折射率為3.1-3.2，電阻率為108-109Ω·m，其寬度為1-5μm。>
4.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，所述InP阻擋層(12)為n型摻雜，折射率為3.1-3.2，其寬度為1-5μm。
5.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，所述N接觸電極層(1)的厚度為1-5μm，InP襯底(2)的厚度為200-500μm。
6.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，所述InP緩沖層(3)的厚度為280-320nm，InGaAsP下分別限制層(4)的厚度為300-340nm。
7.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，所述InGaAsP上分別限制層(6)的厚度為300-340nm，InP間隔層(7)的厚度為180-220nm。
8.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，InP蓋層(8)的厚度為580-620nm，InGaAs接觸層(9)的厚度為180-220nm，P接觸電極層(10)的厚度為1-5μm。
9.一種制備權利要求1所述量子點電吸收調制器的方法，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種量子點電吸收調制器，其特征在于，該電吸收調制器從下至上依次包括n接觸電極層(1)、inp襯底(2)、inp緩沖層(3)、ingaasp下分別限制層(4)、多周期inas量子點有源層(5)、ingaasp上分別限制層(6)、inp間隔層(7)、inp蓋層(8)、ingaas接觸層(9)及p接觸電極層(10)；其中，在所述inp緩沖層(3)、ingaasp下分別限制層(4)及多周期inas量子點有源層(5)的兩側分布inp半絕緣層(11)，在所述ingaasp上分別限制層(6)、inp間隔層(7)的兩側分布inp阻擋層(12)，在p接觸電極層(10)兩側分布bcb層(13)。
2.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，所述多周期inas量子點有源層(5)的周期數為1-20，每層均為inas量子點(14)，且量子點上覆蓋10-40nm厚的ingaasp勢壘層(15)。
3.根據權利要求1所述的量子點電吸收調制器，其特征在于，所述inp半絕緣層(11)為ru摻雜，折射率為3.1-3.2，電阻率為108-109ω·m，其寬度為...
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