超低损耗硅波导及其制备方法技术

本公开提供了一种超低损耗硅波导及其的制备方法，制备方法包括以下几个步骤：挑选作为衬底的SOI晶圆；热氧化第一硅层的上部；刻蚀第二二氧化硅层；沉积二氧化硅，形成第三二氧化硅层；在第三二氧化硅层上方注入氧离子，形成富氧离子层；刻蚀除去第二二氧化硅层与第三二氧化硅层；在第一硅层的上方沉积二氧化硅，形成第四二氧化硅层；高温退火，使得富氧离子层反应形成第五二氧化硅层；刻蚀除去第四二氧化硅层，制得成品，成品中第五二氧化硅层下方的第一硅层即为波导层，而第三凸起部下方的第一硅层即为硅波导。本公开将波导图案转移至埋层，避免了常规制备硅波导方案中刻蚀所带来的侧壁粗糙度高的问题，所制备的硅波导具有超低损耗的优点。损耗的优点。损耗的优点。

【技术实现步骤摘要】
超低损耗硅波导及其制备方法


[0001]本公开涉及光电子芯片及集成领域，具体涉及一种超低损耗硅波导及其制备方法。

技术介绍

[0002]光电子芯片及集成技术具有低功耗、高速率、高可靠、小体积等突出优势，这些优势是突破信息网络所面临的速率带宽、能耗体积、智能化与可重构等方面瓶颈的核心关键技术，在光通信、传感、计算、生物、医药、农业等领域也有着广泛的应用。
[0003]制备光电子集成芯片的载体包括硅基、磷化铟、铌酸锂、氮化硅、二氧化硅、聚合物等材料，其中，硅基具有尺寸小、能耗低、CMOS工艺兼容以及便于与现有的电子器件和光子器件实现单片、微纳集成等优点，是制备光电子集成芯片最常用的材料。利用硅基实现光的产生、调制、传输、操控以及探测等功能的硅光子学，已被公认为突破计算机和通信超大容量、超高速信息传输和处理瓶颈的理想技术之一，硅光子学受到研究者的高度关注，成为近年光电子研究领域的热点。
[0004]硅基光波导是引导光波在其中传播的介质，是光电子芯片及集成技术中最基础的单元结构，主要作用包括限制、传输、耦合光波等。光波导的种类包括矩形波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低损耗硅波导的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：S1挑选作为衬底的SOI晶圆，所述SOI晶圆包括由上至下依次设置的第一硅层(1)、第一二氧化硅层(2)和第二硅层(3)，第一硅层(1)的组成材料为硅；S2热氧化第一硅层(1)的上部，形成第二二氧化硅层(4)；S3刻蚀第二二氧化硅层(4)，使得第二二氧化硅层(4)被刻蚀区域形成第一凹陷部，其余区域为第一凸起部(5)；S4在第一凹陷部与第一凸起部(5)上方沉积相同厚度的二氧化硅，形成第三二氧化硅层(6)；S5在第三二氧化硅层(6)上方注入氧离子，使得第一硅层(1)内形成富氧离子层(7)，富氧离子层(7)将第一硅层(1)的下部分隔为上下两层，所述富氧离子层(7)对应所述第一凸起部(5)形成第二凸起部，且对应所述第一凹陷部形成第二凹陷部；S6使用刻蚀工艺除去第二二氧化硅层(4)与第三二氧化硅层(6)；S7在第一硅层(1)的上方沉积二氧化硅，形成第四二氧化硅层(8)；S8高温退火，使得富氧离子层(7)中的氧离子与硅原子反应形成第五二氧化硅层(9)，所述第二凸起部转换形成第三凸起部，所述第二凹陷部转换形成第三凹陷部；S9使用刻蚀工艺除去第四二氧化硅层(8)，制得成品，成品中第五二氧化硅层(9)下方的第一硅层(1)即为波导层(11)，而第三凸起部下方的第一硅层(1)即为硅波导(10)。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中第一硅层(1)的厚度为600nm；所述步骤S2中第二二氧化硅层(4)的厚度为100nm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中刻蚀第二二氧化硅层(4)直至第二二氧化硅层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：文花顺，许博蕊，孙甲政，翟鲲鹏，陈伟，祝宁华，李明，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：