[發(fā)明專利]一種鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、芯片及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010399608.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113655564A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津領(lǐng)芯科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/122
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/122;G02B6/13
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括下包層、薄膜基板和上包層，所述下包層形成于基底晶片的上方，所述薄膜基板放置于所述下包層的上方；

還包括下述結(jié)構(gòu)中的一種：

第一種：所述薄膜基板的上表面形成有脊形結(jié)構(gòu)，所述脊形結(jié)構(gòu)為在所述薄膜基板的上表面形成得到的凸起結(jié)構(gòu)；所述上包層由形成于脊形結(jié)構(gòu)的左側(cè)、右側(cè)以及上方的介質(zhì)材料構(gòu)成；

第二種：薄膜基板進(jìn)行完全的刻蝕處理，形成獨(dú)立的薄膜基板芯層，所述薄膜基板芯層放置于下包層的上方，所述上包層由形成于薄膜基板芯層的左側(cè)、右側(cè)以及上方的介質(zhì)材料構(gòu)成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，

在第二種結(jié)構(gòu)中，在薄膜基板芯層兩側(cè)形成溝槽，所述溝槽的深度采用下述中的一種：

第一種：溝槽深度等于薄膜基板的厚度，寬度不小于1μm，在薄膜基板上制備出薄膜基板芯層；

第二種：溝槽深度大于薄膜基板的厚度、但小于從薄膜基板的上表面至基底晶片的底面之間的總厚度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，對(duì)所述上包層進(jìn)行平坦化處理，使之成為一個(gè)平坦的薄膜層，或者，對(duì)上包層進(jìn)行圖形化處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上包層為一層厚度不小于100nm的非金屬薄膜，其組成材料為氧化硅、氧化鉭、氧化鈦、氮化硅、氧化鋁、氧化鎂、苯并環(huán)丁烯中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上包層采用與下包層相同的組成材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下包層采用介質(zhì)材料薄膜與鍵合增強(qiáng)薄膜組成的多層介質(zhì)材料結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，從薄膜基板向基底晶片方向的材料組成結(jié)構(gòu)分別為：薄膜基板、下包層中的介質(zhì)材料薄膜、下包層中的鍵合增強(qiáng)薄膜、基底晶片，且所述下包層中的介質(zhì)材料薄膜以及鍵合增強(qiáng)薄膜的厚度均不小于100nm。

8.一種鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)芯片，其特征在于，包括：基底晶片和權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

9.一種鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：在基底晶片的上表面制備下包層；

步驟二：將表面注入有離子的鈮酸鋰晶片與步驟一得到的基底晶片進(jìn)行晶圓鍵合，鍵合的晶面為鈮酸鋰晶片中注入了離子的晶面以及基底晶片中鍍有下包層的晶面；

步驟三：對(duì)鍵合后的晶片進(jìn)行加溫處理以實(shí)現(xiàn)注入有離子的鈮酸鋰晶片在離子注入層的斷裂，在基底晶片上留下鈮酸鋰薄膜基板，并對(duì)此薄膜基板的表面進(jìn)行拋光處理以降低該表面的粗糙度；

步驟四：采用如下方法中的一種：

第一種：在薄膜基板的表面制作出一層具有光波導(dǎo)圖形的掩膜；對(duì)制作有掩膜的晶片進(jìn)行干法刻蝕或濕法腐蝕或光學(xué)精密切割處理，得到脊形結(jié)構(gòu)；

第二種：在薄膜基板上制備出薄膜基板芯層；

步驟五：在鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)芯片的上表面制作一層非金屬薄膜，作為上包層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種鈮酸鋰薄膜光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，在步驟四第二種方法中：

薄膜基板芯層兩側(cè)形成溝槽，所述溝槽的深度采用下述中的一種：

第一種：溝槽深度等于薄膜基板的厚度，寬度不小于1μm，在薄膜基板上制備出薄膜基板芯層；

第二種：溝槽深度大于薄膜基板的厚度、但小于從薄膜基板的上表面至基底晶片的底面之間的總厚度。