本发明专利技术公开了一种基于PLC技术的阵列波导光栅结构及其制作方法，该制作方法包括：选取衬底，在所选取的衬底上，采用PECVD工艺，沉积并生长掺杂B、P二氧化硅层，作为下包层；在下包层上，生长波导芯层；在波导芯层上，预留具有预设形状的波导芯，并将除该预设形状的波导芯之外的部分腐蚀掉，留下具有预设形状的波导芯；在下包层和波导芯上，生长能够完全覆盖所述下包层和波导芯的高掺杂B、P二氧化硅层，作为上包层，即制得所需基于PLC技术的阵列波导光栅结构。本发明专利技术所述基于PLC技术的阵列波导光栅结构及其制作方法，可以克服现有技术中生长周期长、成本高和产品性能差等缺陷，以实现生长周期短、成本低和产品性能好的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体
，具体地，涉及一种基于PLC技术的阵列波导光栅结构及其制作方法。
技术介绍
基于平面光波导(Planar Lightwave Circuit,简称PLC)技术开发的光器件,在光网络的组网中占据重要地位。波分复用(Waveguide Division Multiplexing,简称WDM)系统是当前最常见的光层组网技术，它通过复用/解复用器实现多路信号传输。而采用PLC技术制作的阵列波导光栅(Arrayed ffave-guide Grating,简称AWG),是应用于光网络中的支撑技术一波分复用的重要器件。 阵列波导光栅是最早将PLC技术商品化的元器件之一。它是基于干涉原理形成的波分复用器件，通过集成的AWG可以实现波长复用和解复用，这种技术已被用于密集波分复用(DWDM)系统中。目前DWDM器件有多种实现方案，其做法一般为在硅晶圆上沉积二氧化娃膜层，再利用光刻工艺(Photolithography)及反应式离子蚀刻法(RIE)制作出AWG。该类器件通路数大、紧凑、易于批量生长，由于AWG采用与一般半导体相同的制作过程，多通道数与低通道数的制作成本相差不多，但更适合生长，而且整合度较高，因此应用在DWDM上具有相当的潜力。目前，工业界制造平面光波导型AWG使用最普遍、发展最为成熟的技术平台是硅片上生长二氧化娃(silica-on-silicon)的方法。Si I ica-on-si I icon技术平台是在硅晶圆基片上，首先利用热氧化法生长出二氧化硅的下包层，然后用半导体工业中已经成熟的离子增强化学气相沉积工艺(PECVD)生长出波导芯层和上包层。但在硅晶圆上通过热氧化法生长二氧化硅(也叫热氧化硅)的下包层，不仅时间长，而且造价高。另外，由于热氧化硅的热膨胀系数与芯层及硅基片的膨胀系数相差较大，层间之间产生的应力也相对较大，形成器件的偏振相关损耗(PDL)也较大，直接影响了器件的性能。制备二氧化硅下包层的工艺有很多种，如火焰水解法(FHD)、化学气相沉积法(CVD )、溶胶凝胶法(So I -Ge I)和热氧化法(thermal oxide)等。目前,工业界最常用的是热氧化法。热氧化法是在升温环境下，通过外部供给高纯氧使之与硅衬底反应，得到热生长的氧化层。通过热氧化法得到的波导膜虽然致密性和均匀性好，但是由于热氧化成膜速度很慢，生长周期较长，生长成本较高；而且其与硅衬底、上包层材料的热膨胀系数相差较大，层间产生的应力较大，使得器件的偏振相关损耗变大，极大地影响了产品性能。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在生长周期长、成本高和产品性能差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法，以实现生长周期短、成本低和产品性能好的优点。本专利技术的另一目的在于，提出一种基于PLC技术的阵列波导光栅结构。为实现上述目的，本专利技术米用的技术方案是一种基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法，包括 选取衬底，在所选取的衬底上，采用离子增强化学气相沉积法(PECVD)工艺，沉积并生长掺杂硼(B)、磷(P) 二氧化硅层，作为下包层； 在所述下包层上，生长波导芯层；在所述波导芯层上，预留具有预设形状的波导芯，并将除所述预设形状的波导芯之外的部分腐蚀掉，留下具有预设形状的波导芯； 在所述下包层和波导芯上，生长能够完全覆盖所述下包层和波导芯的高掺杂B、P 二氧化硅层，作为上包层，即制得所需基于PLC技术的阵列波导光栅结构。 进一步地，所述衬底，包括硅衬底。进一步地，所述波导芯，包括掺杂Ge的二氧化硅层。进一步地，所述上包层的二氧化硅层掺杂B、P的浓度，大于下包层的二氧化硅层掺杂B、P的浓度。进一步地，所述波导芯的折射率，分别大于所述下包层和上包层的折射率。进一步地，所述上包层的折射率，和下包层的折射率相同。同时，本专利技术采用的另一技术方案是利用以上所述的基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法，制作得到的基于PLC技术的阵列波导光栅结构；该基于PLC技术的阵列波导光栅结构，包括自下向上依次叠置的衬底、下包层和上包层，以及轴向嵌入在所述上包层内部、且靠近下包层和上包层的连接处设置的波导芯。进一步地，所述衬底包括硅衬底，和/或所述下包层包括掺杂B、P的二氧化硅层，和/或所述波导芯包括掺杂Ge的二氧化硅层，和/或所述上包层包括高掺杂B、P的二氧化娃层。进一步地，所述波导芯的折射率，分别大于所述下包层和上包层的折射率；所述上包层的折射率，和下包层的折射率相同。进一步地，所述上包层的二氧化硅层掺杂B、P的浓度，大于下包层的二氧化硅层掺杂B、P的浓度。本专利技术各实施例的基于PLC技术的阵列波导光栅结构及其制作方法，由于该制作方法包括选取衬底，在所选取的衬底上，采用PECVD工艺，沉积并生长掺杂B、P 二氧化硅层，作为下包层；在下包层上，生长波导芯层；在波导芯层上，预留具有预设形状的波导芯，并将除该预设形状的波导芯之外的部分腐蚀掉，留下具有预设形状的波导芯；在下包层和波导芯上，生长能够完全覆盖所述下包层和波导芯的高掺杂B、P 二氧化硅层，作为上包层，即制得所需基于PLC技术的阵列波导光栅结构；通过在硅衬底上生长掺杂B、P 二氧化硅层作为下包层，不仅大大缩短了生长下包层的时间，缩短了产品的生长周期，降低了产品成本，而且两者热膨胀系数接近，大大降低了衬底对器件的应力影响，此外，由于下包层与上包层采用同种材料，有效地降低了器件的偏振相关损耗，提高了产品性能；从而可以克服现有技术中生长周期长、成本高和产品性能差的缺陷，以实现生长周期短、成本低和产品性能好的优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中 图I为根据本专利技术基于PLC技术的阵列波导光栅结构的横截面结构示意 图2为根据本专利技术基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法的流程示意图。结合附图，本专利技术实施例中附图标记如下 I-衬底；2_下包层；3_波导芯；4_上包层。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。阵列波导光栅结构的制作方法实施例 根据本专利技术实施例，提供了一种基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法。如图2所示,本实施例包括 步骤100 :选用硅作衬底，即硅衬底； 步骤101 :在步骤100所选取的硅衬底上，采用PECVD工艺，沉积并生长掺杂B、P 二氧化硅层，作为下包层； 步骤102 :在步骤101所得下包层上，生长波导芯层； 步骤103 :在步骤102所得波导芯层上，预留具有预设形状的波导芯，并将除预设形状的波导芯之外的部分腐蚀掉，留下具有预设形状的波导芯；该波导芯，包括掺杂Ge的二氧化娃层； 步骤104 :在步骤101所得下包层和步骤103所得波导芯上，生长能够完全覆盖步骤101所得下包层和步骤103所得波本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法，其特征在于，包括：选取衬底，在所选取的衬底上，采用PECVD工艺，沉积并生长掺杂B、P二氧化硅层，作为下包层；在所述下包层上，生长波导芯层；在所述波导芯层上，预留具有预设形状的波导芯，并将除所述预设形状的波导芯之外的部分腐蚀掉，留下具有预设形状的波导芯；在所述下包层和波导芯上，生长能够完全覆盖所述下包层和波导芯的高掺杂B、P二氧化硅层，作为上包层，即制得所需基于PLC技术的阵列波导光栅结构。
【技术特征摘要】
1.一种基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法,其特征在于,包括 选取衬底，在所选取的衬底上，采用PECVD工艺，沉积并生长掺杂B、P 二氧化硅层，作为下包层； 在所述下包层上，生长波导芯层；在所述波导芯层上，预留具有预设形状的波导芯，并将除所述预设形状的波导芯之外的部分腐蚀掉，留下具有预设形状的波导芯； 在所述下包层和波导芯上，生长能够完全覆盖所述下包层和波导芯的高掺杂B、P 二氧化硅层，作为上包层，即制得所需基于PLC技术的阵列波导光栅结构。2.根据权利要求I所述的基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法，其特征在于，所述衬底，包括硅衬底。3.根据权利要求I所述的基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法，其特征在于，所述波导芯，包括掺杂Ge的二氧化娃层。4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作方法，其特征在于，所述上包层的二氧化硅层掺杂B、P的浓度，大于下包层的二氧化硅层掺杂B、P的浓度。5.根据权利要求1-3中任一项所述的基于PLC技术的阵列波导光栅结构的制作...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋齐望，孙麦可，
申请(专利权)人：无锡思力康光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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