【技术实现步骤摘要】
基于硅氢键流密度法的硅波导表面光滑工艺
本专利技术涉及微光机电制造领域,具体是一种基于硅氢键流密度法的硅波导表面光滑工艺。
技术介绍
硅基纳米光波导是微光机电系统中的关键部件,其具有较强光场局域性、高集成度且与传统CMOS工艺兼容的特点,在光传感、光网络及芯片光源等方面有突出的潜在应用优势。目前,纳米光波导制造多采用干法刻蚀,加工出的波导一般具有几至十几纳米的表面粗糙度,该粗糙度分布使波导光损耗较大,严重制约了其在诸多高性能微光学器件中的应用。因此,研究硅基纳米光波导表面光滑工艺具有重要的理论与应用价值。常用的表面光滑化方法有化学抛光和气体离化团束工艺。但是这两种方式只能对平面结构进行处理,而纳米光波导主要需处理两侧侧壁粗糙度,因此这两种工艺方法都无法使用。目前,可用于硅基纳米波导表面光滑处理的工艺主要有高能束和热氧化。高能束法利用红外激光的瞬间高能量,使光波导表面在极短的时间内温度急剧升高,形成局部熔融,达到波导局部表面光滑处理的目的。这种方式虽然能在一定程度上降低波导表面粗糙度,但是工艺过程对波导结构影响较大(如波导直角边角钝化成圆角),而且难以在批量生产中应用。热氧化法处理工艺首先会在波导表面生成氧化物薄膜,然后再采用一定工艺去除以达到表面光滑的目的。这种工艺不仅会消耗一定厚度的硅,改变了波导的结构参数;同时也难以实现较高的光滑度。基于以上硅基纳米光波导表面处理工艺存在的问题,有必要专利技术一种可实现亚纳米光滑度,并适合于规模生产的光波导表面光滑化工艺。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有硅波导退火工艺存在的效果差、对波导结构影响大、无法批量处理等问题 ...
【技术保护点】
一种基于硅氢键流密度法的硅波导表面光滑工艺,其特征在于:包括如下步骤:(1)、使用真空泵将退火炉腔抽真空,真空度至毫托量级;(2)、通过供气装置向退火炉腔内通入纯度在99.99%以上的氢气,利用流量计使供气流量稳定在500sccm,同时控制退火炉腔内的压力稳定在10torr;(3)、设定退火炉退火温度,进行硅波导氢退火处理;具体为,在第1min内,将退火温度匀速升温至1000℃,在第1min至第11min之间,保持退火温度1000℃;(4)、第11min至第13min之间,停止对炉腔通入氢气,以1000sccm流量给炉腔通入氩气,同样保持炉腔压力稳定在50torr,将退火温度匀速降温至450℃;(5)、最后自然降温。
【技术特征摘要】
1.一种基于硅氢键流密度法的硅波导表面光滑工艺,其特征在于,包括如下步骤:(1)、使用真空泵将退火炉腔抽真空,真空度至毫托量级;(2)、通过供气装置向退火炉腔内通入纯度在99.99%以上的氢气,利用流量计使供气流量稳定在500sccm,同时控制退火炉腔内的压力稳定在10torr;(3)、设定退火炉退火温度,进行硅...
【专利技术属性】
技术研发人员:桑胜波,张辉,张文栋,菅傲群,段倩倩,冀建龙,邓丽莉,任馨宇,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西;14
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