[发明专利]硅基光波导结构及其制作方法

权利要求书

1.一种硅基光波导结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

1)提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底、埋氧层以及顶层硅；

2)于所述顶层硅表面形成硬掩膜以及光刻胶层，对所述光刻胶层进行曝光并于所述硬掩膜中打开刻蚀区域，基于所述刻蚀区域刻蚀所述顶层硅，以形成带状硅层，所述带状硅层的厚度范围为100nm～500nm；

3)保留所述带状硅层上的所述硬掩膜，采用氧化工艺对所述带状硅层进行氧化，以形成二氧化硅层包覆的亚微米量级的硅波导芯层，且在氧化过程中，所述带状硅层的最大厚度保持不变，所述硅波导芯层的最大厚度范围为100nm～500nm，且形成的所述硅波导芯层的最大厚度等于所述带状硅层的厚度；

所述硅波导芯层的折射率高于周围的二氧化硅层，使得光信号限制于硅波导芯层中传输，形成硅基光波导结构。

2.根据权利要求1所述的硅基光波导结构的制作方法，其特征在于：所述硅波导芯层的尺寸为亚微米量级，使得所述硅基光波导结构实现单模传输。

3.根据权利要求1所述的硅基光波导结构的制作方法，其特征在于：步骤2)所述的带状硅层的宽度范围为800nm～2μm，厚度范围为100nm～500nm。

4.根据权利要求1所述的硅基光波导结构的制作方法，其特征在于：步骤3)中，采用高温氧化工艺或常温氧化工艺对所述带状硅层进行氧化，以形成二氧化硅层包覆的亚微米量级的硅波导芯层。

5.根据权利要求1所述的硅基光波导结构的制作方法，其特征在于：步骤3)中，采用湿式氧化方式或干式氧化方式对所述带状硅层进行氧化，以形成二氧化硅层包覆的亚微米量级的硅波导芯层。

6.根据权利要求1所述的硅基光波导结构的制作方法，其特征在于：步骤3)中，采用化学试剂氧化的方式对所述带状硅层进行氧化，以形成二氧化硅层包覆的亚微米量级的硅波导芯层。

7.根据权利要求1所述的硅基光波导结构的制作方法，其特征在于：步骤3)中，氧化后所获得的硅波导芯层的宽度范围为300nm～800nm。

8.根据权利要求1所述的硅基光波导结构的制作方法，其特征在于：步骤3)中，所述硅波导芯层的侧面为曲面。

9.一种硅基光波导结构，其特征在于，包括：

SOI衬底，包括硅衬底、埋氧层以及顶层硅，所述顶层硅的厚度为100nm～500nm，所述顶层硅被刻蚀及氧化形成亚微米量级的硅波导芯层，所述硅波导芯层的最大厚度为100nm～500nm，且在氧化过程中，所述顶层硅的最大厚度保持不变，以使形成的所述硅波导芯层的最大厚度等于所述顶层硅的厚度；

二氧化硅层，包覆于所述亚微米量级的硅波导芯层；

所述硅波导芯层的折射率高于周围的二氧化硅层，使得光信号限制于硅波导芯层中传输，形成硅基光波导结构。

10.根据权利要求9所述的硅基光波导结构，其特征在于：所述硅波导芯层的尺寸为亚微米量级，使得所述硅基光波导结构实现单模传输。

11.根据权利要求9所述的硅基光波导结构，其特征在于：所述硅波导芯层的宽度范围为300nm～800nm。

12.根据权利要求9所述的硅基光波导结构，其特征在于：所述硅波导芯层的侧面为曲面。