[发明专利]一种微盘拉曼激光器及其制作方法

说明书

本发明实施例公开了一种微盘拉曼激光器及其制作方法。其中，微盘拉曼激光器包括：在基板上涂布光刻胶；其中，所述基板包括半导体基底，所述半导体基底上形成有氧化物半导体层；将设置有圆形镂空图案的掩模版作为掩膜，对所述光刻胶进行光刻和显影，获取光刻胶圆盘；以所述光刻胶圆盘作为掩膜，对所述氧化物半导体层进行等离子体刻蚀，获取氧化物半导体微盘；对所述氧化物半导体微盘上的所述光刻胶圆盘进行清洗；以所述氧化物半导体微盘作为掩模，刻蚀所述半导体基底，形成支撑所述氧化物半导体微盘的支撑柱。本发明实施例提供的技术方案，可解决现有微腔拉曼激光器刻蚀精度不高，重复性差的问题。

技术领域

本发明实施例涉及激光技术领域，尤其涉及一种微盘拉曼激光器及其制作方法。

背景技术

拉曼激光可通过一定频率的激光在光学微腔中发生一定方式和程度的共振形成。回音壁模式光学微腔是能够将光束缚在一定大小的空间与时间内的一种微小器件，由于它拥有较高的品质因子Q和较小的模式体积，因此可以大大减小受激辐射激光的功率的阈值，能够实现极低阈值的回音壁模式拉曼激光。拉曼激光器在光学平台中有很大的应用潜力，在光谱分析，激光传感，光学通讯，环境监测方面都有很重要的应用。

现有技术中，利用氧化硅微球腔实现了超低阈值的拉曼激光，阈值最小为62微瓦。其微球腔通过如下方法制作：利用二氧化碳激光器发射波长为10.6微米的激光照射标准通信光纤(SMF-28)的顶端。由于光纤由二氧化硅组成，对10.6微米的激光大量吸收，因此光纤顶端被激光加热融化，在表面张力的作用下形成氧化硅小球，也就是最终制备而成的氧化硅微球腔。但是，对于通过激光照射光纤端使其融化形成微球腔拉曼激光器的方法，光纤微球无法制作在硅片上。

为了解决光纤微球无法在片上集成的问题，现有技术也实现了利用片上集成的氧化硅微环芯腔形成超低阈值的拉曼激光，阈值最小在74微瓦。其微环芯腔通过如下方法制作：光刻：在硅片氧化硅层上旋涂光刻胶，随后以画有圆形的掩模版作为掩模，使用光刻机进行光刻，然后显影，这样在硅片氧化层上留下了一定厚度，一定直径的光刻胶微盘；氢氟酸(HF)刻蚀：以光刻胶微盘作为掩模，使用添加缓冲液的HF刻蚀氧化硅层，随后去除光刻胶掩模，硅片上留下了二氧化硅微盘；二氟化氙(XeF2)刻蚀：以二氧化硅微盘作为掩模，使用XeF2刻蚀硅片基底，形成硅支撑柱支撑二氧化硅微盘；回流：使用二氧化碳激光照射具有硅支撑柱的二氧化硅微盘，使微盘边缘融化向内收缩，形成微环芯结构。

但是，对于通过光刻技术和二氧化碳激光制备二氧化硅微环芯激光器的方法，其采用了氢氟酸刻蚀，无法掌握刻蚀速度，无法控制刻蚀精度，并且通过二氧化碳激光器照射进行回流时，重复性差，难以使微环芯腔完全一致，不利于片上集成。

发明内容

本发明提供一种微盘拉曼激光器及其制作方法，以解决现有微腔拉曼激光器刻蚀精度不高，重复性差的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种微盘拉曼激光器的制作方法，包括：

在基板上涂布光刻胶；其中，所述基板包括半导体基底，所述半导体基底上形成有氧化物半导体层；

将设置有圆形镂空图案的掩模版作为掩膜，对所述光刻胶进行光刻和显影，获取光刻胶圆盘；

以所述光刻胶圆盘作为掩膜，对所述氧化物半导体层进行等离子体刻蚀，获取氧化物半导体微盘；

对所述氧化物半导体微盘上的所述光刻胶圆盘进行清洗；

以所述氧化物半导体微盘作为掩模，刻蚀所述半导体基底，形成支撑所述氧化物半导体微盘的支撑柱。

可选的，所述支撑柱与所述氧化物半导体微盘相接触的接触面的直径小于所述氧化物半导体微盘的直径。

可选的，所述半导体基底为硅基底，所述氧化半导体层为二氧化硅层。