[发明专利]具有超高受激布里渊散射增益的半悬空硫化砷条形波导及其制备方法

权利要求书

1.一种具有超高受激布里渊散射增益的半悬空硫化砷条形波导，其特征在于：由半悬空硫化砷波导芯层(1)、脊型二氧化硅(2)和硅衬底(3)组成，半悬空硫化砷波导芯层(1)制备在脊型二氧化硅(2)上，而脊型二氧化硅(2)制备在硅衬底(3)上；半悬空硫化砷波导芯层(1)的材料是As₂S₃，其SBS增益系数为7.2×10^-10m/W，光波长为1550nm时折射率为2.45，芯层横截面是正方形，边长为0.9～1.3μm；脊型二氧化硅(2)为支撑结构，光波长为1550nm时折射率为1.45，脊型二氧化硅(2)的脊宽度为0.1～0.3μm，脊高度1～3μm；半悬空硫化砷波导芯层(1)、脊型二氧化硅(2)和硅衬底(3)的长度一致，为3～6cm，光沿着波导的长度方向传输；硅衬底(3)为(100)晶向，其厚度为200～500微米；脊型二氧化硅(2)的中心对称轴位于半悬空硫化砷波导芯层(1)的中心对称位置处。

2.一种制备权利要求1所述的具有超高受激布里渊散射增益的半悬空硫化砷条形波导的方法，其步骤如下：

A：选取硅衬底(3)，其为(100)晶向，厚度在200～500微米；

B：在硅衬底(3)的一侧表面，采用等离子增强化学汽相淀积方法，制备二氧化硅层，厚度为1～4微米；

C：通过ICP刻蚀的方法，在二氧化硅层上制备出脊型结构，脊宽100～300纳米，脊高1～3微米；

D：在步骤C得到的器件的上表面旋涂光刻胶，通过光刻、显影，去掉脊型结构上表面的光刻胶并保留脊左右两侧的光刻胶，脊左右两侧的光刻胶作为制作半悬空波导的牺牲层，该牺牲层用于支撑制备的As₂S₃波导，待制备完成后，去掉牺牲层，释放出半悬空As₂S₃波导；

E：在步骤D得到的器件的上表面旋涂波导芯层材料As₂S₃，厚度为0.9～1.3μm；

F：在步骤E得到的器件的上表面旋涂光刻胶，光刻胶的厚度为1～3μm，光刻并用正胶显影液刻蚀As₂S₃，从而制备出条形硫化砷波导芯层(1)，长度为3～6厘米，沿光传播方向横截面为正方形，边长为0.9～1.3μm；并使脊型二氧化硅(2)的中心对称轴位于半悬空硫化砷波导芯层(1)的中心对称位置处；

G：去掉二氧化硅脊左右两侧的光刻胶牺牲层及As₂S₃上表面的光刻胶层，从而得到具有超高受激布里渊散射增益的半悬空硫化砷条形波导。