[發明專利]具有光柵結構的平面光波導裝置的制造方法

有效

• 申請號: 200980161034.6
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN102483490A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 佐久間健;小川憲介;五井一宏;陳永聰;官寧;余明斌;張惠宜;盧國強
• 申請（專利權）人: 株式會社藤倉;新加坡科技研究局
• 主分類號: G02B6/13
• 分類號: G02B6/13
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;董文國

1.一種制造平面光波導裝置的方法，所述平面光波導裝置包括芯線，其頂表面設置有沿所述芯線的縱向的槽部，所述槽部填充有由折射率低于所述芯線的折射率的低折射率材料制成的槽部填充體，所述方法包括：

形成構成所述芯線的下部的由高折射率材料制成的高折射率材料層的第一高折射率材料層形成步驟；

在所述高折射率材料層上形成由低折射率材料制成的低折射率材料層的低折射率材料層形成步驟；

通過利用光刻和蝕刻來修剪所述低折射率材料層的兩個側面部分以形成所述槽部填充體的槽部填充體形成步驟；和

形成構成所述芯線的上部的由高折射率材料制成的高折射率材料層以填充所述槽部填充體的側面部分的兩側的第二高折射率材料層形成步驟。

2.一種制造平面光波導裝置的方法，所述平面光波導裝置包括芯線，其底面設置有沿所述芯線的縱向的槽部，所述槽部填充有由折射率低于所述芯線的折射率的低折射率材料制成的槽部填充體，所述方法包括：

形成由低折射率材料制成的低折射率材料層的低折射率材料層形成步驟；

通過利用光刻和蝕刻來修剪所述低折射率材料層的兩個側面部分以形成所述槽部填充體的槽部填充體形成步驟；和

形成構成所述芯線的由高折射率材料制成的高折射率材料層以填充所述槽部填充體的側面部分的兩側并覆蓋所述槽部填充體的頂表面的高折射率材料層形成步驟。

3.根據權利要求1或2所述的制造平面光波導裝置的方法，其中所述槽部包括沿所述芯線的縱向交替布置的多個凸部和凹部以形成光柵結構，其中構成所述芯線的材料的形狀是凸形并且所述槽部填充體的橫向寬度在各凸部處窄，并且構成所述芯線的材料的形狀是凹形并且所述槽部填充體的橫向寬度在各凹部處寬。

4.根據權利要求3所述的制造平面光波導裝置的方法，其中所述槽部填充體在所述凸部處的橫向寬度和所述槽部填充體在所述凹部處的橫向寬度是變化的。

5.根據權利要求3所述的制造平面光波導裝置的方法，其中節距是變化的并且為非線性調頻的，所述節距各自定義為沿所述芯線的縱向方向的所述凸部之一的縱向長度與和所述凸部之一相鄰的所述凹部之一的縱向長度之和。

6.根據權利要求5所述的制造平面光波導裝置的方法，其中在整個所述光柵結構上的各所述節距(P_G)滿足(P_G-P)/ΔP＝N，其中P是所述節距的預定參考值，ΔP為P除以M，M是大于1的整數，并且N是整數。

7.根據權利要求6所述的制造平面光波導裝置的方法，其中所述光柵結構的大部分節距的所述N為+1、-1或0。

8.根據權利要求3所述的制造平面光波導裝置的方法，其中所述凸部的所述槽部填充體的橫向寬度、所述凹部的所述槽部填充體的橫向寬度、以及節距設定為通過解決預定光學特性輸入的逆散射問題所獲得的值，所述節距各自定義為沿所述芯線的縱向方向的所述凸部之一的縱向長度與和所述凸部之一相鄰的所述凹部之一的縱向長度之和。

9.根據權利要求8所述的制造平面光波導裝置的方法，其中所述逆散射問題利用Zakharov-Shabat方程來解決。

10.根據權利要求3所述的制造平面光波導裝置的方法，其中所述槽部填充體形成步驟還包括：

在所述低折射率材料層上形成光刻膠層的光刻膠層形成步驟；

利用第一光掩模在所述光刻膠層上形成遮蔽部的第一曝光步驟，所述第一光掩模是相移光掩模并且在與所述凸部對應的位置處所述遮蔽部的橫向寬度與所述凸部的所述槽部填充體的相應寬度基本上相等，并且在與所述凹部對應的位置處的橫向寬度寬于所述凹部的所述槽部填充體的相應橫向寬度，并且使在所述遮蔽部外的所述光刻膠層曝光；

利用第二光掩模在所述光刻膠層上形成遮蔽部的第二曝光步驟，所述第二光掩模是二元光掩模，并且在與所述凸部對應的位置處的所述遮蔽部的橫向寬度寬于所述凸部的所述槽部填充體的相應橫向寬度，并且在與所述凹部的所述遮蔽部的橫向寬度與所述凹部的所述槽部填充體的相應橫向寬度基本上相等；

使所述光刻膠層顯影的顯影步驟；和

利用得自所述顯影步驟的所述光刻膠圖案來蝕刻所述低折射率材料層以形成所述槽部填充體的蝕刻步驟。