[發明專利]基于硅襯底氮化物材料的懸空諧振光子器件及其制備方法

無效

• 申請號: 201110441605.0
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102530821A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王永進;朱洪波
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81C1/00;G02B6/124;G02B6/122
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種基于硅襯底氮化物材料的懸空諧振光子器件，實現載體為硅襯底III族氮化物晶片，包括硅襯底層，以及設置在硅襯底層上的頂層氮化物器件層，其特征在于：

所述硅襯底層具有一個貫穿至頂層氮化物層下表面的長方體空腔；

所述頂層氮化物器件層位于空腔上部的懸空部分具有納米光子器件結構。

2.根據權利要求1所述的基于硅襯底氮化物材料的懸空諧振光子器件，其特征在于：所述納米光子器件結構為圓形光柵結構或二維光子晶體結構。

3.根據權利要求1所述的基于硅襯底氮化物材料的懸空諧振光子器件，其特征在于：所述納米光子器件結構為線形光柵結構。

4.一種基于硅襯底氮化物材料的懸空諧振光子器件的制備方法，選用硅襯底III族氮化物晶片為實現載體，包括硅襯底層，以及設置在硅襯底層上的頂層氮化物器件層，其特征在于包括如下步驟：

步驟（1）：在所述硅襯底III族氮化物晶片的頂層氮化物器件層上表面旋涂一層電子束光刻膠層；

步驟（2）：采用電子束曝光技術在所述電子束光刻膠層定義納米光子器件結構；

步驟（3）：采用氮化物刻蝕技術將步驟（2）中的納米光子器件結構轉移到所述頂層氮化物器件層；

步驟（4）：在所述頂層氮化物器件層的上表面再次旋涂一層光刻膠層用于保護步驟（3）中轉移到頂層氮化物器件層的納米光子器件結構；

步驟（5）：在所述硅襯底III族氮化物晶片的硅襯底層下表面旋涂一層光刻膠層，利用背后對準技術，在硅襯底層下表面的光刻膠層打開一個刻蝕窗口；

步驟（6）：將所述頂層氮化物器件層作為刻蝕阻擋層，利用深硅刻蝕工藝，通過刻蝕窗口將所述硅襯底層貫穿刻蝕至所述頂層氮化物器件層的下表面，使所述硅襯底層形成一個貫穿至所述頂層氮化物器件層下表面的長方體空腔；

步驟（7）：采用氧氣等離子體灰化方法去除殘余的光刻膠層。

5.根據權利要求4所述的基于硅襯底氮化物材料的懸空諧振光子器件的制備方法，其特征在于還包括如下處理：

步驟（8）：通過背后減薄技術，將所述頂層氮化物器件層位于空腔上部的懸空部分從其下表面進行減薄處理。

6.根據權利要求4所述的基于硅襯底氮化物材料的懸空諧振光子器件的制備方法，其特征在于：步驟（2）中所述納米光子器件結構為圓形光柵結構或二維光子晶體結構。

7.根據權利要求4所述的基于硅襯底氮化物材料的懸空諧振光子器件的制備方法，其特征在于：步驟（2）中所述納米光子器件結構為線形光柵結構。