專(zhuān)利名稱(chēng)：光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，更涉及一種光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法。
背景技術(shù)：
光波導(dǎo)(optical waveguide)是由光透明介質(zhì)(如石英玻璃)構(gòu)成的傳輸光頻電磁波的導(dǎo)行結(jié)構(gòu)。光波導(dǎo)的傳輸原理是在不同折射率的介質(zhì)分界面上，電磁波的全反射現(xiàn)象使光波局限在波導(dǎo)及其周?chē)邢迏^(qū)域內(nèi)傳播。在用于通信波段的眾多光波導(dǎo)材料中，絕緣體上硅材料由于其強(qiáng)大的光限制能力，易于制作亞微米級(jí)的低損耗光波導(dǎo)，同時(shí)制備工藝與微電子集成電路的制作工藝兼容，大大的減少了制備光電芯片的成本，使之成為實(shí)現(xiàn)高密度光電集成芯片的最具競(jìng)爭(zhēng)力的材料之一。現(xiàn)有應(yīng)用絕緣體上硅材料制作光波導(dǎo)的步驟包括提供絕緣體上硅襯底(SOI)，所述絕緣體上硅襯底包括依次堆疊的基底層、氧化掩埋層和單晶硅層；刻蝕所述單晶硅層露出氧化掩埋層表面，形成光波導(dǎo)的單晶硅內(nèi)芯；形成覆蓋所述內(nèi)芯和氧化掩膜層表面的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層和氧化掩埋層構(gòu)成光波導(dǎo)的包層。由于單晶硅層的折射率大于介質(zhì)層和氧化掩埋層的折射率，因此光被限制在單晶硅內(nèi)芯中傳輸。光發(fā)射器發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光波導(dǎo)被光接收器接收，完成光的整個(gè)傳輸過(guò)程。然而隨著器件的特征尺寸不斷減小，芯片的集成度不斷提高，現(xiàn)有平面光波導(dǎo)集成技術(shù)中，在絕緣體上硅襯底上形成的光波導(dǎo)的密度不斷增加以及曲線(xiàn)光波導(dǎo)的應(yīng)用，光波導(dǎo)的傳輸性能受到極大影響。更多關(guān)于光波導(dǎo)的制作方法請(qǐng)參考公開(kāi)號(hào)為US2002/0001446A1的美國(guó)專(zhuān)利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，改善了光波導(dǎo)的布局，減小光波導(dǎo)的密度，提高光波導(dǎo)的傳輸性能。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，包括步驟提供絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括依次堆疊的基底層、氧化掩埋層和單晶硅層；刻蝕所述單晶硅層露出所述氧化掩埋層表面，形成至少一個(gè)下層光波導(dǎo)；刻蝕所述下層光波導(dǎo)，在所述下層光波導(dǎo)的其中一個(gè)端部形成交替排列的溝槽和凸起，所述溝槽和凸起構(gòu)成下層周期光柵；形成覆蓋所述下層光波導(dǎo)和下層周期光柵的第一介質(zhì)層；在第一介質(zhì)層上形成上層光波導(dǎo)和上層周期光柵，所述上層周期光柵與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)，所述上層周期光柵位于上層光波導(dǎo)的一個(gè)端部，所述下層周期光柵和下層周期光柵構(gòu)成光波導(dǎo)的耦合結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述一個(gè)溝槽和相鄰的一個(gè)凸起構(gòu)成下層周期光柵的一個(gè)周期，周期數(shù)量為20 50，占空比為0. 5 0. 9，單個(gè)周期的長(zhǎng)度為500 700納米?？蛇x的，所述下層周期光柵溝槽的刻蝕深度為20 300納米。可選的，所述第一介質(zhì)層的材料為二氧化硅?？蛇x的，所述第一介質(zhì)層的厚度小于300納米?？蛇x的，所述上層光波導(dǎo)和上層周期光柵的形成方法為刻蝕所述第一介質(zhì)層，在所述第一介質(zhì)層表面形成交替排列的第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽，所述第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)；形成覆蓋所述第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽的波導(dǎo)薄膜層；刻蝕所述波導(dǎo)薄膜層，形成上層光波導(dǎo)和上層周期光柵，所述上層周期光柵與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)，所述上層周期光柵位于上層光波導(dǎo)的一個(gè)端部?？蛇x的，所述上層光波導(dǎo)的周期數(shù)量為20 50，占空比為0. 5 0. 9，單個(gè)周期的長(zhǎng)度為500 700納米?？蛇x的，所述波導(dǎo)薄膜層的材料為單晶硅、多晶硅、或氮化硅。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)形成下層光波導(dǎo)和上層光波導(dǎo)兩層光波導(dǎo)層，通過(guò)下層周期光柵和上層周期光柵構(gòu)成的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，下層光波導(dǎo)中傳輸?shù)墓饨?jīng)過(guò)雙層周期光柵的耦合傳輸?shù)缴蠈庸獠▽?dǎo)中，與現(xiàn)有的平面光波導(dǎo)集成技術(shù)中光在平面光波導(dǎo)中傳輸相比，通過(guò)雙層周期光柵的耦合，第一介質(zhì)層上的形成的上層光波導(dǎo)替代現(xiàn)有平面絕緣體上硅襯底上形成的部分光波導(dǎo)，減小了絕緣體上硅襯底上形成的光波導(dǎo)的密度，改善了光波導(dǎo)的布局，提高光波導(dǎo)的傳輸性能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例在絕緣體硅襯底上形成有光波導(dǎo)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2沿切割線(xiàn)a_b方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 圖7為本發(fā)明實(shí)施例光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人在制作光波導(dǎo)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，隨著器件的特征尺寸不斷減小，芯片的集成度不斷提高，在現(xiàn)有平面光波導(dǎo)集成技術(shù)中，為了提高絕緣體上硅襯底單位面積的利用率，絕緣體上硅襯底上形成的光波導(dǎo)的密度不斷增加，使得光波導(dǎo)之間的介質(zhì)層變得越來(lái)越薄，甚至產(chǎn)生緊緊相鄰的情況，導(dǎo)致光波導(dǎo)之間易產(chǎn)生光線(xiàn)干擾，影響器件穩(wěn)定性。另外，曲線(xiàn)光波導(dǎo)應(yīng)用在平面集成光波導(dǎo)技術(shù)中，曲線(xiàn)光波導(dǎo)容易引起光的傳輸損耗，影響光的傳輸性能。為此，發(fā)明人提出了一種光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，包括步驟提供絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括依次堆疊的基底層、氧化掩埋層和單晶硅層；刻蝕所述單晶硅層至露出所述氧化掩埋層表面，形成至少一個(gè)下層光波導(dǎo)；刻蝕所述下層光波導(dǎo)，在所述下層光波導(dǎo)的其中一個(gè)端部形成交替排列的溝槽和凸起，所述溝槽和凸起構(gòu)成下層周期光柵；形成覆蓋所述下層光波導(dǎo)和下層周期光柵的第一介質(zhì)層；在第一介質(zhì)層上形成上層光
4波導(dǎo)和上層周期光柵，所述上層周期光柵與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)，所述上層周期光柵位于上層光波導(dǎo)的一個(gè)端部，所述下層周期光柵和下層周期光柵構(gòu)成光波導(dǎo)的耦合結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有的平面光波導(dǎo)集成技術(shù)中光在平面光波導(dǎo)中傳輸相比，本發(fā)明光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法改善了光波導(dǎo)的布局，提高光波導(dǎo)的傳輸性能。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。參考圖1，為本發(fā)明實(shí)施例光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法的流程示意圖，包括步驟S201，提供絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括依次堆疊的基底層、氧化掩埋層和單晶硅層；步驟S202，刻蝕所述單晶硅層露出所述氧化掩埋層表面，形成下層光波導(dǎo)；步驟S203，刻蝕所述下層光波導(dǎo)，在所述下層光波導(dǎo)的一端形成交替排列的溝槽和凸起，所述溝槽和凸起構(gòu)成下層周期光柵；步驟S204，形成覆蓋所述下層光波導(dǎo)和下層周期光柵的第一介質(zhì)層；步驟S205，刻蝕所述第一介質(zhì)層，在所述第一介質(zhì)層表面形成交替排列的第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽，所述第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)；步驟S206，形成覆蓋所述第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽的波導(dǎo)
薄膜層；步驟S207，刻蝕所述波導(dǎo)薄膜層，形成上層光波導(dǎo)和上層周期光柵，所述上層周期光柵與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)，所述上層周期光柵位于上層光波導(dǎo)的一個(gè)端部，所述上層周期光柵和下層周期光柵構(gòu)成光波導(dǎo)的耦合結(jié)構(gòu)。圖2為本發(fā)明實(shí)施例在絕緣體硅襯底上形成有光波導(dǎo)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2沿切割線(xiàn)a_b方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 圖7為本發(fā)明實(shí)施例光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖2和圖3，提供絕緣體上硅襯底(SOI)，所述絕緣體上硅襯底包括依次堆疊的基底層300、氧化掩埋層301和單晶硅層(圖中為示出)；刻蝕所述單晶硅層至露出氧化掩埋層301表面，形成至少一個(gè)下層光波導(dǎo)302。所述氧化掩埋層301的材料為二氧化硅(Si02)；所述氧化掩埋層301厚度為大于1微米；所述刻蝕后的單晶硅層作為下層光波導(dǎo)302的內(nèi)芯，所述氧化掩埋層301作為下層光波導(dǎo)302的包層，氧化掩埋層301對(duì)光的折射率小于單晶硅層對(duì)光的折射率，因此能將光限制在單晶硅層形成的光波導(dǎo)中傳輸。所述下層光波導(dǎo)302的具體形成方法為采用旋轉(zhuǎn)涂布工藝在所述絕緣體上硅的單晶硅層上形成一層光刻膠層；采用曝光和顯影工藝形成圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，采用等離子體刻蝕工藝刻蝕所述單晶硅層至露出氧化掩埋層301表面，形成下層光波導(dǎo)302 ；去除所述圖形化的光刻膠層。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中所述光波導(dǎo)之間還形成有隔離結(jié)構(gòu)用于光波導(dǎo)之間的隔1 °
參考圖4，刻蝕所述下層光波導(dǎo)302，在所述下層光波導(dǎo)302上的一個(gè)端部形成交替排列的溝槽304和凸起303，所述溝槽304和凸起303構(gòu)成下層周期光柵305，一個(gè)溝槽和相鄰的一個(gè)凸起構(gòu)成下層周期光柵305的一個(gè)周期。本實(shí)施例中以在下層光波導(dǎo)302的右端形成下層周期光柵305為例，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中下層周期光柵305形成在下層光波導(dǎo)302的左端。所述溝槽304的刻蝕深度小于或等于所述下層光波導(dǎo)302的厚度，溝槽304的刻蝕的深度20 300納米，若溝槽304刻蝕深度太大，如刻穿所述下層光波導(dǎo)302，將加大光在下層光波導(dǎo)302與氧化掩埋層301界面的反射，加大了光的損耗；若溝槽304刻蝕深度太小，光在下層周期光柵305處的衍射強(qiáng)度變小，影響光的傳輸性能。所述下層周期光柵305的周期數(shù)為20 50，占空比為0. 5 0. 9，單個(gè)周期的長(zhǎng)度為500 700納米，所述占空比為下層周期光柵305的一個(gè)周期中凸起303的寬度與單個(gè)周期長(zhǎng)度的比例。光經(jīng)過(guò)下層周期光柵305衍射后，衍射光與下層光波導(dǎo)302法線(xiàn)方向的夾角的正弦值與下層周期光柵305的周期數(shù)有關(guān)，下層周期光柵305的周期數(shù)的太大或太小均會(huì)影響夾角的大小，本實(shí)施例中下層周期光柵305的周期數(shù)為20 50使得衍射光以平行于下層光波導(dǎo)302法線(xiàn)方向或者與下層光波導(dǎo)302法線(xiàn)方向的小夾角方向經(jīng)后續(xù)形成的第一介質(zhì)層傳輸?shù)缴蠈又芷诠鈻胖?，減小了衍射光傳輸距離，進(jìn)而減小了衍射光的傳輸損耗。本發(fā)明實(shí)施例提供下層周期光柵305由于占空比為0.5 0.9，常被稱(chēng)為大占空比光柵，下層周期光柵305的溝槽形成窄縫結(jié)構(gòu)，光場(chǎng)在此處發(fā)生交疊，從而集中了衍射的光場(chǎng)能量，有利于光的向上耦合。參考圖5，形成覆蓋所述下層光波導(dǎo)302和下層周期光柵305的第一介質(zhì)層306。所述第一介質(zhì)層306可經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(CVD)、高密度化學(xué)氣相沉積(HPCVD)、旋轉(zhuǎn)式玻璃法(SOG)、物理氣相沉積(PVD)或者其他合適的方法形成。所述第一介質(zhì)層306的材料為二氧化硅(Si02)。所述第一介質(zhì)層306的厚度小于300納米，第一介質(zhì)層306如果太厚加大了下層周期光柵305耦合光向上傳輸?shù)膿p耗。所述第一介質(zhì)層306的折射率小于下層光波導(dǎo)302對(duì)光的折射率，第一介質(zhì)層306和氧化掩埋層301共同構(gòu)成下層光波導(dǎo)302的包層，減小了光在下層光波導(dǎo)302傳輸時(shí)的損耗。參考圖6，刻蝕所述第一介質(zhì)層306，在所述第一介質(zhì)層306表面形成交替排列第一介質(zhì)層凸起307和第一介質(zhì)層溝槽308，所述第一介質(zhì)層溝槽308和第一介質(zhì)層凸起307與下層周期光柵305的位置對(duì)應(yīng)。所述第一介質(zhì)層溝槽308的刻蝕深度小于第一介質(zhì)層306的厚度，避免與下層周期光柵305的表面接觸，以免影響下層周期光柵305對(duì)光的衍射和干擾衍射光的傳輸。參考圖7，形成覆蓋所述第一介質(zhì)層306、第一介質(zhì)層凸起307和第一介質(zhì)層溝槽308的波導(dǎo)薄膜層；刻蝕所述波導(dǎo)薄膜層，形成上層光波導(dǎo)309和上層周期光柵310，所述上層周期光柵310與下層周期光柵305位置對(duì)應(yīng)，所述上層周期光柵310位于上層光波導(dǎo)309的一個(gè)端部，所述上層周期光柵310和下層周期光柵305構(gòu)成光波導(dǎo)的耦合結(jié)構(gòu)。所述波導(dǎo)薄膜層可經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(CVD)、高密度化學(xué)氣相沉積(HPCVD)、旋轉(zhuǎn)式玻璃法(SOG)、物理氣相沉積(PVD)或者其他合適的方法形成。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述上層光波導(dǎo)309位于上層周期光柵310的右邊，上層周期光柵310與下層周期光柵305的位置對(duì)應(yīng)。所述波導(dǎo)薄膜層材料為單晶硅、多晶硅或氮化硅，本實(shí)施中所述波導(dǎo)薄膜層的材料為單晶硅。所述上層周期光柵310由第一介質(zhì)層凸起307和填充滿(mǎn)波導(dǎo)薄膜層的溝槽308a構(gòu)成。所述一個(gè)第一介質(zhì)層凸起307和相鄰的一個(gè)填充滿(mǎn)波導(dǎo)薄膜層的溝槽308a構(gòu)成上層周期光柵310的一個(gè)周期。所述上層周期光柵310周期數(shù)為20 50，占空比為0. 5 0. 9，單個(gè)周期的長(zhǎng)度為500 700，所述占空比為上層周期光柵310的一個(gè)周期中填充滿(mǎn)波導(dǎo)薄膜層的溝槽308a的寬度與單個(gè)周期長(zhǎng)度的比例。上層周期光柵310利用光傳輸?shù)目赡嫘?，將下層周期光?05的衍射光耦合到上層光波導(dǎo)309中。本實(shí)施例所述上層光波導(dǎo)309的材料為單晶硅與下層光波導(dǎo)302的材料相同，為了使光從上層周期光柵310更好的耦合到上層光波導(dǎo)309中，所述上層周期光柵310周期數(shù)和占空比與下層周期光柵305周期數(shù)和占空比相同。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述上層周期光柵310周期數(shù)和占空比與下層周期光柵305周期數(shù)和占空比不相同。本實(shí)施中上層光波導(dǎo)309的另外一端(與上層周期光柵310相反的一段)還形成有周期光柵(圖中未示出)，使得上層光波導(dǎo)309的光向上或向下耦合。本發(fā)明實(shí)施例中光在波導(dǎo)中的傳輸過(guò)程為光發(fā)射器(圖中為示出)提供輸入光，輸入光經(jīng)過(guò)下層光波導(dǎo)302進(jìn)入下層周期光柵305，經(jīng)過(guò)下層周期光柵305的衍射，輸入光向上衍射進(jìn)入上層周期光柵310 ；上層周期光柵310將接收的衍射光耦合到上層光波導(dǎo)309中，光接收器(圖中為示出)接收從上層光波導(dǎo)309輸出的光，實(shí)現(xiàn)入射光從下層光波導(dǎo)302到上層光波導(dǎo)309的傳輸。光發(fā)射器和光接收器與光波導(dǎo)的耦合方式為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。本實(shí)施例中形成上層光波導(dǎo)309替代現(xiàn)有平面光波導(dǎo)技術(shù)在絕緣體上硅襯底上形成的部分光波導(dǎo)，比如曲線(xiàn)光波導(dǎo)，或者將現(xiàn)有技術(shù)形成的光波導(dǎo)在長(zhǎng)度上分成兩部分，在采用本發(fā)明提供的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法在形成光波導(dǎo)時(shí)，一部分光波導(dǎo)形成在絕緣體上硅襯底300上作為下層光波導(dǎo)，另一部分形成在第一介質(zhì)層306作為上層光波導(dǎo)，上層光波導(dǎo)和下層光波導(dǎo)之間通過(guò)下層周期光柵和上層周期光柵耦合，減小了現(xiàn)有平面光波導(dǎo)技術(shù)在絕緣體上硅形成的光波導(dǎo)的數(shù)量，減小了光波導(dǎo)的密度，改善了光波導(dǎo)的布局，提高光波導(dǎo)的傳輸性能。綜上，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)形成下層光波導(dǎo)和上層光波導(dǎo)兩層光波導(dǎo)層，通過(guò)下層周期光柵和上層周期光柵構(gòu)成的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，下層光波導(dǎo)中傳輸?shù)墓饨?jīng)過(guò)雙層周期光柵的耦合傳輸?shù)缴蠈庸獠▽?dǎo)中，與現(xiàn)有的平面光波導(dǎo)集成技術(shù)中光在平面光波導(dǎo)中傳輸相比，通過(guò)雙層周期光柵的耦合，第一介質(zhì)層上的形成的上層光波導(dǎo)替代現(xiàn)有絕緣體上硅襯底上形成的部分光波導(dǎo)，減小了絕緣體上硅襯底上形成的光波導(dǎo)的密度，改善了光波導(dǎo)的布局，提高光波導(dǎo)的傳輸性能。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括步驟提供絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括依次堆疊的基底層、氧化掩埋層和單晶娃層；刻蝕所述單晶硅層露出所述氧化掩埋層表面，形成至少一個(gè)下層光波導(dǎo)；刻蝕所述下層光波導(dǎo)，在所述下層光波導(dǎo)的其中一個(gè)端部形成交替排列的溝槽和凸起，所述溝槽和凸起構(gòu)成下層周期光柵；形成覆蓋所述下層光波導(dǎo)和下層周期光柵的第一介質(zhì)層；在第一介質(zhì)層上形成上層光波導(dǎo)和上層周期光柵，所述上層周期光柵與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)，所述上層周期光柵位于上層光波導(dǎo)的一個(gè)端部，所述下層周期光柵和下層周期光柵構(gòu)成光波導(dǎo)的耦合結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述一個(gè)溝槽和相鄰的一個(gè)凸起構(gòu)成下層周期光柵的一個(gè)周期，周期數(shù)量為20 50，占空比為0. 5 0. 9，單個(gè)周期的長(zhǎng)度為500 700納米。
3.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述下層周期光柵溝槽的刻蝕深度為20 300納米。
4.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層的材料為二氧化硅。
5.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層的厚度小于300納米。
6.如權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述上層光波導(dǎo)和上層周期光柵的形成方法為刻蝕所述第一介質(zhì)層，在所述第一介質(zhì)層表面形成交替排列的第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽，所述第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)；形成覆蓋所述第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層凸起和第一介質(zhì)層溝槽的波導(dǎo)薄膜層；刻蝕所述波導(dǎo)薄膜層，形成上層光波導(dǎo)和上層周期光柵，所述上層周期光柵與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)，所述上層周期光柵位于上層光波導(dǎo)的一個(gè)端部。
7.如權(quán)利要求6所述的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述上層光波導(dǎo)的周期數(shù)量為20 50，占空比為0. 5 0. 9，單個(gè)周期的長(zhǎng)度為500 700納米。
8.如權(quán)利要求6所述的光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述波導(dǎo)薄膜層的材料為單晶硅、多晶硅、或氮化硅。
全文摘要
一種光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的制作方法，包括步驟提供絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括依次堆疊的基底層、氧化掩埋層和單晶硅層；刻蝕所述單晶硅層至露出所述氧化掩埋層表面，形成至少一個(gè)下層光波導(dǎo)；刻蝕所述下層光波導(dǎo)，在所述下層光波導(dǎo)的其中一個(gè)端部形成交替排列的溝槽和凸起，所述溝槽和凸起構(gòu)成下層周期光柵；形成覆蓋所述下層光波導(dǎo)和下層周期光柵的第一介質(zhì)層；在第一介質(zhì)層上形成上層光波導(dǎo)和上層周期光柵，所述上層周期光柵與下層周期光柵位置對(duì)應(yīng)，所述上層周期光柵位于上層光波導(dǎo)的一個(gè)端部。本發(fā)明的方法改善了光波導(dǎo)的布局，提高光波導(dǎo)的傳輸性能。
文檔編號(hào)G02B6/122GK102385109SQ20111033526
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者仇超 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司