光波电路及其制造方法技术

提供了一种光波电路和其制造方法。光波电路包括：第一衬底，具有形成在第一衬底的上部的刻印芯形成槽；芯层，其形成在所述刻印芯形成槽的内部；BPSG粘结层，其形成在包括所述芯层的所述第一衬底上；第二衬底，其形成在所述BPSG粘结层上。因此，有效地改善了光波电路的光损失和分支均匀性，可以简单地和低成本地制造光波电路，同时还可进一步改善光波电路的光损失和分支均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[0001 ] 本专利技术涉及一种，以及更具体地涉及通过使用刻印光波电路芯来形成用来输入或输出光信号的每个光波电路以能够有效改善光损失和分支均匀性的，其中制造可以被简单和低成本地执行，同时还能改善光波电路的光损失和分支均勻性。
技术介绍
通常，被称作分配器或光分频器的具有将一个光波传输至多个用户(I XN)的功能的光功率分路器在宽度光通信网络中是非常重要的设备(根据通信网络的配置方法，也可以使用2XN的光功率分路器)，并且也应用在数据通信、无源光网络(Ρ0Ν)、光纤到户(FTTH)等中。光功率分路器中所需的重要特征是:1)优良的分支均匀性(相对于输入光波长、偏振或温度改变具有低变异性);2)低光损失；以及3)低成本大量生产。然而，在当前制造光功率分路器的技术中，平面光波电路(PLC)技术已经已知为最优的实现这些特征的技术，以及PLC技术目前是用于制造光功率分路器的主要方法。该方法用于构建光电路，其中通过沉积多个二氧化硅层或薄聚合物膜，同时在二氧化硅或石英衬底上进行光刻和蚀刻来形成芯和围绕芯的覆层，以及光信号根据芯的形状使用芯和覆层之间的折射率差来分频和混合。因为已经提出了将一个光波分成多个光波的不同结构，所以存在多个配置光功率分路器的方法。这些结构可以根据分频光功率的形状来被大体分为星形和树形，以及已经提供了使用Y-分支光波电路、多模干涉器(MMI)、星形耦合器、定向耦合器等等的方法。然而，在使用例如MM1、星形耦合器、定向耦合器等等的结构的装置中，相对于入射光波长或偏振改变的光功率的分路比被改变。因此，这些结构不能用于无源光网络(PON)等市场中的商业化产品中，但是可以用于特定产品。另一方面，因为Y-分支光功率分路器具有低波长依赖性并能够小型化，所以Y-分支光功率分路器包括在最商业化的光功率分路器中，作为基本部件。然而，由于Y-分支的单位分频器(1X2)以树形串联连接，所以依赖于输出端的分支均匀性、制造过程、温度、波长、偏振等的分频比的改变量与树的连接量成正比增加。因此，单位分频器的分频率应该非常准确并且分频比的改变量应该非常小。当根据制造光波电路芯的方法来对制造PLC的方法进行分类时，存在:1)在平面覆层衬底上形成压印芯并在其上覆覆层的压印工艺方法(这是当前用于制造PLC的主要方法)；以及2)形成具有芯形状的刻印槽，在其中填充芯、通过化学机械抛光(CMP)或回蚀工艺平坦化该芯、及覆覆层的刻印工艺方法。同时，制造的PLC芯片的输入和输出截面被抛光为斜面(大约8度的角)，以及同样被抛光为斜面的抛光光纤阵列块使用环氧树脂粘结至抛光的截面。在此，光纤阵列块是光纤阵列固定在包括上部和下部的光纤固定槽块之间的块。每个上部和下部具有大约I毫米的厚度，以及光纤阵列块具有总计2毫米的厚度。因此，在具有大约I毫米厚度的衬底上被处理的光纤阵列块和PLC在粘结区具有差别。为了消除环氧树脂粘结的变形，具有大约I毫米厚度的盖玻璃被增加在PLC的衬底的上侧。然而，因为环氧树脂在材料特性上与PLC大大不同，所以由于温度/湿度的改变而可能导致失真或分离。此外，当粘结PLC衬底和盖玻璃时，需要相当大的和额外的制造工作，如相对于衬底的整个表面的环氧树脂的厚度控制。图1是示出了根据现有技术的实施例的Y-分支光波电路的结构的示意图。参考图1，根据现有技术的实施例的Y-分支光波电路包括输入光波电路10，以及第一和第二光波电路20和30。在此，输入光波电路10被设置为通过输入侧截面输入光信号，以及具有向输出侧截面变宽的形状。第一和第二输出光波电路20和30被设置为相对于输入光波电路10的输出侧截面的中心线对称地延伸。传统的Y-分支光波电路优化了输入光波电路10的宽度和长度，以及当第一和第二输出光波电路20和30之间的间隔为零时,第一和第二输出光波电路10的分支角以及光损失被最小化。然而，当光波电路被制造时，在曝光工艺中实现的第一和第二输出光波电路20和30之间的间隔具有最小I至2微米。因此，一定光损失可能发生。同时，在传统压印工艺方法中，即使第一和第二输出光波电路20和30之间的间隔在分支点被最小化，由于在第一和第二输出光波电路20和30之间的窄缝隙中的蚀刻深度因为光波电路芯的蚀刻工艺中的RIE-滞后现象而小于其它区域，所以两个第一和第二输出光波电路20和30的截面的较下部被连接在一起，以及在覆层工艺中产生在窄缝隙中的气泡，或者芯由于两个第一和第二输出光波电路20和30因为覆层的融化和烧结而彼此的牵拉而倾斜。因此，为了解决这个问题，例如氧化硼(B203)、五氧化二磷(P2O5)的氧化物添加剂被重掺杂至覆层材料中，然后芯被覆层工艺中的覆层熔化和损坏，并且光损失被增加了。此外，覆层工艺是需要长时间沉积厚度大约20至40微米的非常厚的膜的工艺。因此，产量被大大降低。此外，光波电路芯接收到由于构成石英玻璃的底覆层衬底和重掺杂厚覆层的两种材料之间的热膨胀系数之间的大差异而带来的应力，因此分支均匀性的退化，尤其是偏振相关损耗(PDL)被增加。覆层工艺与具有小于或等于I微米的传统半导体工艺相比，改变了沉积膜的厚度。因此，没有商业化的设备适于这个工艺，需要大量时间和工作来沉积厚膜作为高质量的光学膜，因此，覆层工艺(lid clad process)是制造PLC中最困难的工艺。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供一种光波电路，其在光学分支光波电路的操作和结构的方面，通过使用压印光波电路芯来形成用于输入、分频或输出光信号的每个光波电路，从而能够改善光损失和光功率的分支均匀性。本专利技术还旨在提供一种制造分支光波电路的方法，通过该方法，不仅能够容易地制造分支光波电路的结构，而且也可以防止在光波电路的分支部中的光波电路的损坏或变形，光功率损耗可以被最小化，以及可以在制造分支光波电路的一个方面，通过具有刻印形状的刻印形成槽来制造光波电路芯而改善分支均匀性。本专利技术还旨在提供一种制造PLC的方法，通过该方法，通过改进粘结覆层和传统PLC的覆玻璃的工艺，不仅能够改进光功率分流比，而且制造也可以被进一步简化，并且产量可以被增加。本专利技术还旨在提供一种高产量和可靠性地制造PLC的方法，其中可以使用非接触掩模代替具有衬底污染和高缺陷率的接触掩模来进行高质量的光刻，适用于200毫米或更大的大尺寸衬底。技术方案本专利技术的一个方面提供了一种光波电路，包括:第一衬底，具有刻印芯形成槽，形成在第一衬底的上部；芯层，形成在刻印芯形成槽内；硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)粘结层，形成在包括芯层的第一衬底上；以及第二衬底，形成在BPSG粘结层上。BPSG粘结层可以是使用Ge掺杂的BPSG (Ge-BPSG)或F掺杂的BPSG (F-BPSG),其中锗(Ge)或氟(F)作为材料被掺杂的。芯层优选地使用Ge-BPSG形成，其中Ge作为材料被掺杂。然而，芯层可以使用F-BPSG形成，其中F作为材料被掺杂，或者Ge和F的组合物可以在芯层中被顺序改变。BPSG粘结层可以具有不同于芯层的折射率，并且可以被形成为具有与第一衬底相同的成分。BPSG粘结层可以被插入芯层的槽的预定深度，从而提高工艺的可复制性和可靠性。本专利技术的另一方面提供了一种制造光波电路的方法，包括:在其上完成了预设工艺的第一衬底上形成蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.25 KR 10-2011-00268381.一种光波电路，包括: 第一衬底，具有刻印芯形成槽，其形成在所述第一衬底的上部； 芯层，其形成在所述刻印芯形成槽的内部； 硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)粘结层，其形成在包括所述芯层的所述第一衬底上； 第二衬底，其形成在所述BPSG粘结层上。2.根据权利要求1所述光波电路，其中，所述BPSG粘结层是使用掺杂有锗(Ge)或氟(F)的Ge掺杂BPSG(Ge-BPSG)或F掺杂BPSG(F-BPSG)作为材料形成的层。3.根据权利要求1所述光波电路，其中，所述芯层是使用掺杂有Ge或F的Ge-BPSG或F-BPSG作为材料形成的层。4.根据权利要求2所述光波电路，其中，所述BPSG粘结层具有不同于所述芯层的折射率，且被形成为和所述第一衬底具有相同的成分。5.根据权利要求1所述光波电路，其中，所述BPSG粘结层被插入所述芯层的槽达预定深度。6.根据权利要求5所述光波电路，其中，所述预定深度是小于或等于lOOOnm。7.根据权利要求1所述光波电路，其中，所述光波电路是分支光波电路，以及 第一和第二输出光波电路在输出侧横截面中的内侧面之间的间隔在0.2μηι至2.Ομπι的范围中。8.—种制造光波电路的方法，包括: 在完成预定工艺的第一衬底上形成蚀刻掩模层； 通过将光波电路图样刻印在所述蚀刻掩模层上，形成蚀刻掩模图样； 通过使用所述蚀刻掩模图样作为蚀刻屏障来蚀刻所述第一衬底，以至少一个刻印形状形成光波电路槽； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李谞荣，李亨钟，
申请(专利权)人：李谞荣，
类型：
国别省市：