[發明專利]基于飛秒激光直寫的可調諧波導光柵濾波器及其制造方法

有效

• 申請號: 202010315538.7
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN113534341B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 訾幸壯;尹小杰;楊堃;趙青;李彩云;孫靜雯;常夏森
• 申請（專利權）人: 河南仕佳光子科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/124
• 分類號: G02B6/124;G02B6/136;G02B6/13;G02B6/132;G02B6/12;G02F1/01
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

1.一種基于飛秒激光直寫的可調諧波導光柵濾波器，包括晶圓基底（5），其特征在于，所述晶圓基底（5）的上部設有上包層（3），上包層（3）的上部依次設有電極層（2）和引線層（1），且電極層（2）和引線層（1）的寬度均小于上包層（3）的寬度；所述上包層（3）內設有波導芯層（4），且波導芯層（4）上設有采用飛秒激光直寫的波導光柵；

其制造方法包括如下步驟：

S1，對晶圓基底（5）的表面進行預處理；

S2，采用PECVD方法在晶圓基底（5）上制作波導芯層（4）；

S3，對步驟S2中所獲得的晶圓進行退火處理；

S4，對波導芯層（4）的表面進行預處理；

S5，采用PECVD方法在波導芯層（4）的上表面制作硬掩膜層（6）；

S6，在硬掩膜層（6）上旋涂第一光刻膠層（7），采用光刻方法在第一光刻膠層（7）上制作波導芯層（4）的掩膜 圖案；

S7，利用ICP刻蝕原理按照波導芯層（4）的掩膜 圖案對硬掩膜 層（6）進行刻蝕，然后利用腐蝕液去除硬掩膜 層（6）上的第一光刻膠層（7）；

S8，利用ICP刻蝕原理對晶圓基底（5）上的波導芯層進行刻蝕，得到新的波導芯層（4）；

S9，利用ICP刻蝕原理去除新的波導芯層（4）上的硬掩膜 層（6）；

S10，利用PECVD方法在晶圓基底（5）和新的波導芯層（4）上制作上包層（3），并對上包層（3）進行高溫回流處理；

S11，利用顯微鏡將飛秒激光聚焦至新的波導芯層（4）以寫入波導光柵，采用飛秒激光進行輻照以改變波導芯層（4）的折射率；

S12，在上包層（3）上旋涂第二光刻膠層（8），采用光刻方法在第二光刻膠層（8）上制作電極層（2）的掩膜 圖案；

S13，使用蒸鍍設備在第二光刻膠層（8）和上包層（3）上制作電極層（2）；

S14，采用超聲波方法剝離第二光刻膠層（8）以得到新的電極層（2）；

S15，在上包層（3）和新的電極層（2）上旋涂第三光刻膠層（9），采用光刻方法在第三光刻膠層（9）上制作引線層（1）的掩膜 圖案；

S16，利用磁控濺射儀在第三光刻膠層（9）和新的電極層（2）上制作引線層（1）；

S17，采用超聲波法剝離第三光刻膠層（9）后，即完成可調諧的波導光柵濾波器的制作。

2.根據權利要求1所述的基于飛秒激光直寫的可調諧波導光柵濾波器，其特征在于，所述晶圓基底（5）的材料為石英玻璃；所述波導芯層（4）的材料為摻鍺的二氧化硅；所述上包層（3）的材料為摻雜硼和磷的二氧化硅；所述電極層（2）的材料為鉻和金；所述引線層（1）的材料為鈦和鎢。

3.根據權利要求1或2所述的基于飛秒激光直寫的可調諧波導光柵濾波器，其特征在于，所述晶圓基底（5）和上包層（3）的折射率均小于波導芯層（4）的折射率，且波導光柵的折射率周期性變化。

4.根據權利要求3所述的基于飛秒激光直寫的可調諧波導光柵濾波器，其特征在于，所述波導芯層（4）設置在上包層（3）的中部，且電極層（2）和引線層（1）均設置在波導芯層（4）的正上方。

5.根據權利要求1或4所述的基于飛秒激光直寫的可調諧波導光柵濾波器，其特征在于，所述波導光柵是布拉格光柵或者長周期光柵。

6.根據權利要求5所述的基于飛秒激光直寫的可調諧波導光柵濾波器，其特征在于，所述波導光柵的周期是均勻的或者啁啾的，且波導光柵的切趾類型是切趾的或非切趾的。

7.根據權利要求1所述的基于飛秒激光直寫的可調諧波導光柵濾波器，其特征在于，在步驟S2中，所述退火處理的退火溫度為1000-1200℃，退火時間為4-5小時。