[发明专利]悬空氮化物光波导器件及其制备方法

权利要求书

1.本发明提供悬空氮化物光波导器件及其制备方法，其特征在于：其结构由光波导器件（1）、椭圆形支撑结构（2）、耦合光栅（3）组成，光波导器件（1）与椭圆形支撑结构（2）相连接，两边的耦合光栅（3）与光波导器件（1）相靠近。

2.根据权利要求1所述的悬空氮化物光波导器件及其制备方法，其特征在于：该器件的材料由高折射率硅衬底层和氮化物器件层组成，在氮化物器件层上实现悬空氮化物光波导器件。

3.根据权利要求1所述的悬空氮化物光波导器件及其制备方法，其特征在于： 图1（a）将波导背后减薄至完全分离，在直的光波导器件中间具有椭圆形支撑结构，使光波导器件悬空；在图1（b）中，波导背后减薄，但是并没有完全分离，因此不需要椭圆形支撑结构，为直波导。

4.根据权利要求1所述的悬空氮化物光波导器件及其制备方法，其特征在于：该器件两边的光栅结构具有周期性，具有固定的长宽；与光波导靠近进行耦合。

5.一种悬空氮化物光波导器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：所述硅衬底氮化物晶片首先进行背后抛光减薄，以便利用背后深硅刻蚀技术，去除硅衬底层；

步骤2：在所述硅衬底氮化物晶片的顶层氮化物器件层涂胶，利用电子束曝光或光刻技术定义光波导器件结构；

步骤3：采用离子束轰击或反应离子束刻蚀技术将步骤2中的光波导器件结构转移至顶层氮化物器件层，刻蚀深度取决于光波导所要求的器件厚度；

步骤4：利用氧气等离子灰化方法去除残余的胶层；

步骤5：器件层涂胶保护，结合背后对准和深硅刻蚀技术，去除光波导器件下方的硅衬底层，实现悬空的氮化物薄膜；

步骤6：采用氮化物背后减薄方法，利用离子束轰击或反应离子束刻蚀技术，背后减薄氮化物，获得厚度可控的氮化物光波导器件；

（a）：如图1（a），光波导器件中光波导为完全悬空， 如图2（j）步骤实现；

（b）：如图1（b），光波导器件不需要支撑结构，并没有完全分离，如图2（h）步骤实现；

步骤7：利用氧气等离子灰化方法去除残余的胶层，实现悬空氮化物光波导器件。