[發(fā)明專利]一種硅基光柵耦合器及其制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510718141.1
• 申請(qǐng)日: 2015-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105334579A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉柳;張晨昭;金馳超;王思亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/26
• 分類號(hào): G02B6/26
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 劉巧霞

1.一種硅基光柵耦合器，其特征在于，包括一絕緣體上硅芯片和光纖，所述光纖垂直放置在絕緣體上硅芯片的上方；所述絕緣體上硅芯片由頂硅層、掩埋絕緣體層、硅襯底組成，所述頂硅層表面制作有一段硅光波導(dǎo)，所述硅光波導(dǎo)包括依次相連的第一貼合段、傾斜段和第二貼合段，第一貼合段貼合固定在掩埋絕緣體層之上，從第一貼合段和傾斜段相交位置開(kāi)始，頂硅層下方的掩埋絕緣體層被腐蝕掏空，于是第二貼合段貼合固定在硅襯底上，所述傾斜段上制作有耦合光柵，所述光纖放置在耦合光柵的上方。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基光柵耦合器，其特征在于，所述絕緣體上硅芯片的頂硅層厚度在500nm以下，掩埋絕緣體層厚度在1-5μm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅基光柵耦合器，其特征在于，所述硅光波導(dǎo)刻蝕深度為70-500nm，耦合光柵的刻蝕深度為70-500nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基光柵耦合器，其特征在于，所述傾斜段與水平方向的夾角在4°-15°之間。

5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的硅基光柵耦合器的制作方法，其特征在于，包括步驟：

(1)在硅襯底上依次制作掩埋絕緣體層和頂硅層，形成絕緣體上硅芯片；

(2)采用傳統(tǒng)電子束光刻或深紫外光刻方法形成硅光波導(dǎo)以及耦合光柵的圖形，之后通過(guò)干法刻蝕的方法，在頂硅層上制作出硅光波導(dǎo)以及耦合光柵；

(3)在步驟(2)所得芯片上旋涂一層光刻膠，并進(jìn)行前烘；通過(guò)曝光和顯影的傳統(tǒng)光刻方法，僅將耦合光柵附近區(qū)域處的光刻膠去除掉；

(4)將通過(guò)步驟(3)處理的芯片，置于氫氟酸溶液或者氟化氫氣相腐蝕設(shè)備之中，將制作有耦合光柵的頂硅層下方的掩埋絕緣體進(jìn)行腐蝕掏空；

(5)通過(guò)去膠液去除當(dāng)前芯片上的光刻膠，并用去離子水沖洗芯片，而后烘干，使硅光波導(dǎo)一端傾斜并貼合固定到硅襯底上；

(6)將一光纖垂直放置在絕緣體上硅芯片的上方，光纖在耦合光柵的上方。