[发明专利]锗悬臂梁式二维光子晶体微腔及制备方法

权利要求书

1.一种锗悬臂梁式二维光子晶体微腔，其特征在于包括：

具有埋氧层、且表层为悬臂梁式锗材料层的半导体基底，其中，所述锗材料层包含光子晶体微腔，所述光子晶体微腔由周期性排列的孔体所构成、但部分区域缺失孔体。

2.如权利要求1所述的锗悬臂梁式二维光子晶体微腔，其特征在于：部分区域缺失单个或连续缺失多个孔体。

3.如权利要求2所述的锗悬臂梁式二维光子晶体微腔，其特征在于：部分区域连续缺失3个孔体。

4.如权利要求2所述的锗悬臂梁式二维光子晶体微腔，其特征在于：缺失的孔体的两侧区域中的孔体的位置相对于未缺失孔体的区域中的孔体位置向外侧平移5％～10％的周期长度。

5.如权利要求1至4中任一项所述的锗悬臂梁式二维光子晶体微腔，其特征在于：呈周期性排列的孔体的直径范围为200～360纳米；周期为300～600纳米。

6.如权利要求5所述的锗悬臂梁式二维光子晶体微腔，其特征在于：孔体呈方形排列或六角形排列。

7.如权利要求1所述的锗悬臂梁式二维光子晶体微腔，其特征在于：所述锗材料层为n型重掺杂层，其厚度为180纳米到300纳米。

8.如权利要求1所述的锗悬臂梁式二维光子晶体微腔，其特征在于：所述埋氧层厚度为1至3微米。

9.一种制备权利要求1至8任一项锗悬臂梁式二维光子晶体微腔的方法，其特征在于包括步骤：

1)在具有埋氧层、且表层为锗材料层的半导体基底的所述锗材料层中掺杂以形成n型重掺杂层；

2)对所述重掺杂层进行微机械加工以便形成由周期性排列的孔体构成的光子晶体微腔，其中部分区域缺失孔体；

3)在具有光子晶体微腔的重掺杂层的部分区域进行光刻和刻蚀以暴露出部分埋氧层；

4)对具有暴露的埋氧层的结构进行湿法腐蚀，以去除所述光子晶体微腔下的埋氧层，并同时实现悬臂梁结构的释放。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：掺杂的剂量为1×10¹⁷到5×10¹⁹cm^-2。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于：掺杂工艺中采用快速热退火600-1000度20-180秒。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于：采用以光刻胶为掩膜的刻蚀工艺对所述重掺杂层进行刻蚀以形成光子晶体微腔。

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于：采用聚焦离子束刻蚀工艺对所述重掺杂层直接进行刻蚀以形成光子晶体微腔。

14.如权利要求9所述的方法，其特征在于：采用电子束曝光和干法刻蚀对所述重掺杂层直接进行刻蚀以形成光子晶体微腔。

15.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述半导体基底为GeOI衬底。