溶胶凝胶光诱导制作列阵波导光栅的方法技术

本发明专利技术属溶胶凝胶光诱导折射率变化法制作掺锡ＳｉＯ↓［２］／Ｓｉ基列阵波导光栅的方法。以单晶硅为衬底，在其上顺次生长下包层、波导芯层、上包层；在波导芯层，经调制溶胶－旋涂－烧结－掩膜－光诱导过程制作ＡＷＧ图形。调制溶胶是将正硅酸乙酯、乙醇、盐酸混合加入含Ｓｎ先驱体，经陈化、过滤制得溶胶；将溶胶涂覆在下包层上旋转均匀；烧结温度４００℃；光诱导是用紫外光照射掩膜板，使透光部分的含Ｓｎ的ＳｉＯ↓［２］膜的折射率发生变化形成波导。本发明专利技术的方法容易控制波导芯层的掺杂量及厚度；省去昂贵的反应离子刻蚀设备；光诱导折射率调整幅度大，有良好的可控性，达到较高精度，实现优化设计，成品率高成本降低，适合大批量生产ＡＷＧ器件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属一种波分复用器件的制作方法，特别涉及溶胶凝胶光诱导折射率变化法制作掺锡SiO2/Si基列阵波导光栅的方法。
技术介绍
列阵波导光栅(AWG)是密集波分复用/解复用(DWDM)系统中的关键器件，它传播损耗小，与光纤耦合效率高，被认为是最有发展前途的一种新型波分复用器件。AWG器件的结构包括，在单晶硅衬底上顺次生长有下包层、波导芯层、上包层，在波导芯层制作有AWG图形。列阵波导光栅通常是采用火焰水解法加反应离子刻蚀法制作的。即，用火焰水解法在单晶硅衬底上淀积一层二氧化硅(SiO2)材料的厚膜作为下包层，经过高温致密化处理后再在上包层上淀积一层掺杂氧化锗(GeO2)的SiO2厚膜作为波导芯层；再次高温致密化处理后用带有AWG图形的掩膜板放在波导芯层上进行掩膜，运用反应离子刻蚀法在波导芯层上刻蚀出AWG图形；最后淀积一层SiO2厚膜作为上包层，第三次高温致密化处理制作出AWG器件。这种制作AWG器件的方法由于采用反应离子刻蚀法刻蚀AWG图形，刻蚀中需要的反应气体和掩膜材料要精心考虑，存在工艺流程复杂、刻蚀设备昂贵、中心波长不可调及容易偏离设计值等问题；由于波导芯层掺Ge，折射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶胶凝胶光诱导制备列阵波导光栅的方法，以单晶硅为衬底，在衬底上顺次生长ＳｉＯ↓［２］材料的下包层、波导芯层、ＳｉＯ↓［２］材料的上包层，并进行致密化处理；在波导芯层制作列阵波导光栅图形；其特征是，波导芯层及制作列阵波导光栅图形是采用溶胶凝胶光诱导方法完成的，具体过程为调制溶胶－旋涂－烧结－掩膜－光诱导，所说的调制溶胶是以正硅酸乙脂、乙醇为原料，以盐酸为催化剂，乙醇与盐酸的配比按体积比为１∶（１．３～０．８），正硅酸乙脂与乙醇按体积比为１∶（１．２～０．８），混合反应后用去离子水稀释制得胶体，再加入占胶体质量０．３～０．６％的含锡的先驱体，经陈化、过滤生成含锡的ＳｉＯ↓［２］溶胶；所说的旋涂...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉书，邢华，吴远大，李爱武，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]