[發明專利]帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器及其制作方法

無效

• 申請號: 201010121744.0
• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN101793998A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 朱宇;李智勇;俞育德;余金中
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B6/34
• 分類號: G02B6/34
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器，所述耦合器采用絕緣體上的硅材料，包括：

一硅襯底；

一限制層，該限制層制作在硅襯底上；

一頂硅層，該頂硅層制作在限制層上，在該頂硅層的表面制作有衍射光柵，在衍射光柵的一側制作有反射光柵，在衍射光柵的另一側為錐形波導，該錐形波導長度大于80μm，與錐形波導連接處為亞微米波導；

一光纖，該光纖的一端靠近頂硅層上的衍射光柵。

2.根據權利要求1所述的帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器，其中所述頂硅層的厚度小于1μm，限制層的厚度大于500nm。

3.根據權利要求1所述的帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器，其中所述硅襯底、限制層和頂硅層構成SOI片。

4.根據權利要求1所述的帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器，其中所述衍射光柵的面積為80-140μm²，反射光柵的面積為20-40μm²，適用于結構緊湊的光子集成，衍射光柵和反射光柵的刻蝕深度為100-500nm，寬度為10-14μm。

5.根據權利要求1或4所述的帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器，其中所述衍射光柵和反射光柵為亞微米量級的均勻周期光柵，衍射光柵有10-40個周期數，占空比為0.3-0.8，反射光柵的周期為衍射光柵3的周期的一半，占空比為0.5。

6.一種帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器的制作方法，包括如下步驟：

步驟1：在硅襯底上依次制作限制層和頂硅層，形成SOI片；

步驟2：清洗SOI片表面的頂硅層，烘干；

步驟3：將烘干的SOI片放于勻膠機中，旋涂光刻膠層，烘干；

步驟4：采用電子束曝光工藝在SOI片表面進行曝光，形成錐形波導和亞微米波導的圖形；

步驟5：采用感應耦合等離子體刻蝕，形成錐形波導和亞微米波導；

步驟6：將制作有錐形波導和亞微米波導的SOI片放于勻膠機中，旋涂光刻膠層，烘干；

步驟7：采用電子束曝光工藝在錐形波導的一端表面進行曝光，形成衍射光柵和反射光柵的圖形；

步驟8：采用感應耦合等離子體刻蝕，形成衍射光柵和反射光柵；

步驟9：將刻蝕完成的SOI片去膠清洗；

步驟10：將一光纖置于靠近頂硅層上的衍射光柵處。

7.根據權利要求6所述的帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器的制作方法，其中所述步驟3中，光刻膠在烘片機上、在100-140℃溫度下烘8-14分鐘。

8.根據權利要求6所述的帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器的制作方法，其中所述頂硅層的厚度小于1μm，限制層的厚度大于500nm。

9.根據權利要求6所述的帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器的制作方法，其中所述光柵衍射光柵的面積為80-140μm²，反射光柵的面積為20-40μm²，適用于結構緊湊的光子集成，衍射光柵和反射光柵的刻蝕深度為100-500nm，寬度為10-14μm。

10.根據權利要求6或9所述的帶有分布布拉格反射鏡的波導光柵耦合器的制作方法，其中所述衍射光柵和反射光柵為亞微米量級的均勻周期光柵，衍射光柵有10-40個周期數，占空比為0.3-0.8，反射光柵的周期為衍射光柵的周期的一半，占空比為0.5。