[发明专利]通过结晶湿法蚀刻制备的片上衍射光栅

权利要求书

1.一种方法，包括：

将湿蚀刻剂施加到（110）硅衬底，其中所述（110）硅衬底包括光掩模，所述光掩模包括平行四边形的周期性阵列；以及

将衍射光栅结构形成于所述（110）硅衬底中，其中所述（110）硅衬底的｛111｝面在所述（110）硅衬底的蚀刻期间形成蚀刻阻挡层。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：其中所述衍射光栅结构包括光滑的、垂直的侧壁，其中所述侧壁为大致90度的侧壁。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：其中形成所述衍射光栅结构还包括形成所述衍射光栅结构的臂之间的角。

4.如权利要求3所述的方法，还包括：其中所述衍射光栅结构的臂之间的所述角包括约70.6度角和约109.4度角中的一个。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：其中所述衍射光栅结构包括阶梯衍射光栅结构。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：其中所述衍射光栅结构包括粗波分复用（CWDM）光学系统的一部分。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：其中所述衍射光栅包括10到30微米的大芯波导。

8.如权利要求6所述的方法，还包括：其中所述CWDM光学系统还包括片上准直器。

9.如权利要求1所述的方法，还包括：其中所述湿蚀刻剂包括KOH、TMAH和NH4OH的其中之一。

10.如权利要求1所述的方法，还包括：其中所述湿蚀刻剂在所述（110）硅衬底上执行结晶各向异性蚀刻。

11.一种形成衍射光栅的方法，包括：

在（110）硅晶片衬底上形成光掩模，其中所述光掩模包括平行四边形开口的周期性阵列；

在所述（110）硅晶片衬底上执行时控湿法蚀刻，以形成被蚀刻到所述（110）硅晶片衬底中的衍射光栅结构。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：其中相邻平行四边形开口的拐角不是邻接的。

13.如权利要求11所述的方法，还包括：其中所述衍射光栅结构的一侧被移除，其中光源可从环境大气入射施加于所述衍射光栅结构。

14.如权利要求11所述的方法，还包括：其中所述衍射光栅的侧壁包括反射性涂层。

15.一种结构，包括：

被蚀刻到（110）硅衬底中的衍射光栅结构，其中所述衍射光栅结构的相邻臂之间的角包括70.6度角和109.4度角的其中之一。

16.如权利要求15所述的结构，其中所述衍射光栅结构包括光滑的、大致垂直的侧壁。

17.如权利要求16所述的结构，其中所述侧壁为大致90度的侧壁。

18.如权利要求15所述的结构，其中所述衍射光栅结构包括阶梯衍射光栅结构。

19.如权利要求15所述的结构，其中光源可从环境大气入射施加到所述衍射光栅结构。

20.一种结构，包括：

管芯的部分，其包括（110）硅衬底；以及

被蚀刻进所述（110）硅衬底的衍射光栅结构。

21.如权利要求20所述的结构，其中所述衍射光栅结构包括：在所述衍射光栅结构的相邻臂之间的角，所述角为70.6度角和109.4度角的其中之一。

22.如权利要求20所述的结构，其中所述衍射光栅结构包括大致光滑的侧壁。

23.如权利要求20所述的结构，其中所述衍射光栅结构的侧壁角包括大约90度角。

24.一种设备，包括：

管芯的部分，其包括（110）硅衬底；以及

被蚀刻进所述（110）硅衬底的衍射光栅结构；以及

封装衬底，其中所述管芯的所述部分被置于所述封装衬底上。

25.如权利要求24所述的设备，其中所述衍射光栅结构的臂之间的角包括约70.6度和约109.4度的其中之一。

26.如权利要求24所述的设备，其中所述衍射光栅结构包括阶梯衍射光栅结构。