[實用新型]一種堆疊式光波導結構

有效

• 申請號: 202020633630.3
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN212111857U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 黃向向;楊敏;道格拉斯·雷·斯巴克斯;關健;張曉磊
• 申請（專利權）人: 罕王微電子（遼寧）有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/13;G02B6/136
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

一種堆疊式光波導結構，包括襯底晶圓，光波導層，光纖，光纖底座，鍵合界面；襯底晶圓之間帶有鍵合界面，襯底晶圓上帶有光波導層，在襯底晶圓上帶有光纖底座，光纖固定在光纖底座上，多層襯底晶圓為整體結構，實現堆疊式多光波導器件；在襯底晶圓上利用刻蝕方法，制作出光纖底座，光纖固定在光纖底座上，利用晶圓鍵合方法，將多層襯底晶圓，通過硅?硅直接鍵合、等離子激活硅硅鍵合、氧化層?氧化層鍵合、氮化層?氮化層鍵合的方法結合成整體，實現堆疊式多光波導器件。本實用新型的優點：應用于平面光波方向改變，光束分裂，以及光束干涉，從而傳遞光信號，結構和工藝性能穩定，傳輸損耗小。

技術領域

本實用新型涉及堆疊式光波導領域，特別涉及了一種堆疊式光波導結構。

背景技術

疊層光波導技術，具體涉及利用多層平面光波導結構實現數據信息的三維記錄和讀取的方法，疊層波導存儲器由多片平面光學波導疊合而成，目前產品中，結構和工藝穩定性是迫切需要解決的問題，同時波導傳輸損耗較大。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服上述問題，特提供了一種堆疊式光波導結構。

本實用新型提供了一種堆疊式光波導結構，其特征在于：所述的堆疊式光波導結構，包括襯底晶圓1，光波導層2，光纖3，光纖底座4，鍵合界面5；

其中：襯底晶圓1之間帶有鍵合界面5，襯底晶圓1上帶有光波導層2，在襯底晶圓1上帶有光纖底座4，光纖3固定在光纖底座4上，多層襯底晶圓1為整體結構，實現堆疊式多光波導器件。

所述的襯底晶圓1為多層結構，下面各層設有凹槽，凹槽內布置光纖3，頂上面一層為蓋狀結構。

所述的襯底晶圓1為優選為三層結構，下面兩層設有凹槽，凹槽內布置光纖3，頂上面一層為蓋狀結構。

在襯底晶圓1上利用刻蝕方法，制作出光纖底座4，光纖3固定在光纖底座4上，利用晶圓鍵合方法，將多層襯底晶圓1，通過硅-硅直接鍵合、等離子激活硅硅鍵合、氧化層-氧化層鍵合、氮化層-氮化層鍵合的方法結合成整體，實現堆疊式多光波導器件。

所述的襯底晶圓1：由硅、砷化鎵、玻璃材料組成，作為光纖底座基底材料和光波導支撐。

所述的光波導層2：由玻璃/二氧化硅、鈮酸鋰、III-V族半導體化合物、絕緣體上的硅、氮化硅、氮氧化硅、高分子聚合物的一種或多種材料組成，是平面光信號傳輸途徑，由薄膜沉積、光刻、刻蝕工藝制作。

所述的光纖3：由玻璃或塑料組成，作為光傳導工具；光纖底座4：利用刻蝕技術在襯底晶圓1上刻蝕出的光纖底座。

所述的鍵合界面5：利用晶圓鍵合技術，將不同的襯底晶圓1堆疊、鍵合成為整體的界面；是硅-硅直接鍵合、等離子激活硅硅鍵合、氧化層-氧化層鍵合、氮化層-氮化層鍵合方法中的一種或多種結合。

所述的堆疊式光波導由襯底晶圓1以及生長在襯底晶圓1上的光波導層2，以及用于傳輸光信號的光纖3組成。

疊層光波導是利用多片晶圓鍵合疊加形成光波導帶，并在晶圓利用刻蝕工藝形成光纖底座，從而使得光纖與光波導連接，疊層光波導其具有3D結構，可應用于平面光波方向改變，光束分裂，以及光束干涉，從而傳遞光信號。

堆疊式光波導由襯底晶圓1，以及生長在襯底晶圓1上的光波導層2，以及用于傳輸光信號的光纖3組成。在襯底晶圓1上利用刻蝕技術，制作出光纖底座4，將光纖3固定在光纖底座4上，利用晶圓鍵合技術，將多層襯底晶圓1，通過硅-硅直接鍵合、等離子激活硅硅鍵合、氧化層-氧化層鍵合、氮化層-氮化層鍵合等技術結合成整體，實現堆疊式多光波導器件。

本實用新型的優點：