[發(fā)明專(zhuān)利]硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010484964.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111679363B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張巍;頓鵬翔;黃翊東;馮雪;劉仿;崔開(kāi)宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/122
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/122;G02B6/136;G02B6/13
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 周琦

1.一種硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：由下至上依次疊放的襯底硅、氧化層、硅波導(dǎo)和氮化硅層，所述氮化硅層的端部進(jìn)行淺刻蝕制備出脊形結(jié)構(gòu)以形成脊形氮化硅波導(dǎo)，所述脊形氮化硅波導(dǎo)用于與普通單模光纖端面耦合；

還包括二氧化硅保護(hù)層，所述二氧化硅保護(hù)層位于所述氧化層與所述氮化硅層之間，且所述二氧化硅保護(hù)層覆蓋于所述硅波導(dǎo)的上表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述硅波導(dǎo)的端部構(gòu)造為尖錐形以形成硅波導(dǎo)尖錐結(jié)構(gòu)，所述硅波導(dǎo)尖錐結(jié)構(gòu)的尖端朝向所述普通單模光纖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述硅波導(dǎo)的高度取值范圍為200納米至340納米，寬度取值范圍為350納米至500納米。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述硅波導(dǎo)尖錐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度取值范圍為100微米至300微米，尖端的寬度小于150納米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述二氧化硅保護(hù)層的厚度取值范圍為120納米至400納米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氮化硅層的厚度取值范圍為5微米至9微米。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述脊形氮化硅波導(dǎo)的寬度取值范圍為3微米至9微米，所述脊形氮化硅波導(dǎo)兩側(cè)的深度取值范圍為0.5微米至3微米。

8.一種硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)的制作方法用于制備如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)，所述硅波導(dǎo)端面耦合結(jié)構(gòu)的制作方法包括：

S1、利用絕緣體上硅襯底中位于襯底硅上表面氧化層之上的薄膜硅層制備硅波導(dǎo)；

S2、在所述硅波導(dǎo)與光纖耦合的一端制備成寬度逐漸收窄的尖錐結(jié)構(gòu)以形成硅波導(dǎo)尖錐結(jié)構(gòu)；

S3、在所述硅波導(dǎo)與所述氧化層上方沉積一層二氧化硅保護(hù)層；

S4、在所述二氧化硅保護(hù)層上方沉積一層氮化硅層；

S5、通過(guò)對(duì)所述氮化硅層進(jìn)行淺刻蝕制備出脊形結(jié)構(gòu)以形成脊形氮化硅波導(dǎo)。