[發明專利]一種直噴式薄膜鈮酸鋰脊波導側壁的拋光方法

在審

• 申請號: 202211481164.1
• 申請日: 2022-11-24
• 公開（公告）號: CN115716245A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 王智勇;向美華;張旭濤;楊登才
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B24C1/08
• 分類號: B24C1/08;B24C3/22;B24C7/00;B24C5/04;B24C9/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明公開了一種直噴式薄膜鈮酸鋰脊波導側壁的拋光方法，用于解決薄膜鈮酸鋰脊波導側壁傾角不陡直，拋光難，散射損耗大，磨料無法回收的問題。該系統包括旋轉臺、噴嘴、送料管、增壓泵、磨料槽和磨料液。將磨料液采用直噴式的方法噴射到芯片脊波導的側壁，旋轉臺可以靈活調整噴射角度以達到對側壁陡直度的修正，磨料粉及拋光液直接噴射更容易進入到微納縫隙結構中完成拋光提高側壁光滑程度，減少了脊波導側壁的散射損耗，磨料順著旋轉臺回流到磨料槽中，并利用循環系統進行回收，可做到循環利用，解決了目前磨料只能一次使用造成的浪費。該方法也可以應用到具有同樣微納結構的其他脊波導或者加載條波導上。

技術領域

本發明涉及一種直噴式薄膜鈮酸鋰脊波導側壁的拋光方法，涉及高精度表面拋光領域。

背景技術

薄膜鈮酸鋰(LNOI)繼承了鈮酸鋰晶體固有的優點，具有寬的透明窗口、高的非線性系數、強的電光和聲光特性，一直受到研究者們的廣泛關注。鈮酸鋰薄膜兼容半導體微納加工工藝，并且賦予了集成光子器件更高的折射率對比度和更強的光場束縛力，被認為是十分具有前景的集成光子學平臺之一。

現如今通常是在薄膜鈮酸鋰上進行刻蝕脊波導，脊波導與傳統的擴散形溝槽波導相比，脊波導能有效地減小彎曲損耗，提高了光學器件的集成度。脊波導的引入不僅減小了光學模式的尺寸，提高晶體非線性效應的效率，還有效地降低鈮酸鋰電光調制器的半波電壓。盡管薄膜鈮酸鋰脊波導有上述很多優點，但是通過刻蝕出來的脊波導側壁并不平整，會帶來較多的散射損耗，且采用平面拋光工藝制作脊波導或加載條波導存在側壁不陡直的缺陷，限制了最終芯片尺寸。

化學機械拋光(CMP)已經被開發以實現超高的表面光滑度，表面平坦化的關鍵工藝，廣泛應用于光波導基片、光通信等光電領域。與傳統的純機械或純化學的拋光方法不同，CMP工藝是通過表面化學作用和機械研磨的技術結合來實現表面微米/納米級不同材料的去除，從而達到表面納米級平坦化。化學機械拋光過程中通常需要大量的研磨液，這些研磨液通過送料管分布于研磨墊表面，由于研磨墊高速旋轉，一部分研磨液會通過離心力被甩出研磨墊之外，還有一部分研磨完也是直接排出磨拋墊，會造成大量研磨液的浪費。另外在固定好芯片以后就無法靈活的改變角度使磨拋達到最佳的磨拋位置，導致操作不便。

發明內容

本發明的目的在于提出一種直噴式薄膜鈮酸鋰脊波導側壁的拋光方法，用于解決薄膜鈮酸鋰脊波導側壁散射損耗大，拋光難，以及磨料不能循環回收的問題。

為解決上述的技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的：

本申請實施例提供了一種直噴式薄膜鈮酸鋰脊波導側壁的拋光方法，該系統包括：旋轉臺、噴嘴、送料管、增壓泵、磨料槽和磨料液。把待拋光的薄膜鈮酸鋰芯片通過石蠟固定在旋轉臺上，送料管的一端與噴嘴相連接，送料管的另一端放入到磨料槽中，在送料管的過程中加入增壓泵進行增壓，通過增壓泵增壓從噴嘴中噴出磨料液到芯片脊波導的側壁上，使之與波導的側壁進行研磨，磨料和一些研磨殘留物重新回流到磨拋槽中，做到循環利用。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有如下優點：

(1)磨拋效果好。傳統磨拋的方式采用與磨拋墊的接觸，磨料不能及時運輸到位置，磨出來的結構并不是特別理想。采用這種直噴式研磨的方法，磨料粉和拋光液直接與脊波導側壁接觸，可以使磨料充分達到微小間隙的中間，另外可以靈活調整噴射角度，達到對側壁最好的拋光效果，提高了研磨的質量。

(2)結構簡單。采用這種直噴式研磨的方法，省去了研磨盤和拋光墊的結構，簡化了研磨的過程，降低了成本。

(3)可循環回收利用。傳統的磨料都是一次性使用完后不可回收，該系統能夠回收磨料，避免了磨料的浪費。

附圖說明

圖1是本發明整個系統研磨的主體結構示意圖。

圖示說明：