[发明专利]一种高质量薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法

权利要求书

1.一种高质量薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对LNOI材料进行表面清洁；

步骤2，制备电子束标记；

步骤3，涂覆电子束正胶，进行LNOI光栅图形以及电子束标记保护区域曝光；

步骤4，蒸发剥离Ni金属，作为光栅波导刻蚀掩膜；

步骤5，采用F基RIE干法刻蚀与NH₄OH：H₂O₂：H₂O的湿法处理，循环多次达到指定刻蚀深度；

步骤6，去除剩余的Ni掩膜；

步骤7，生长氧化硅上包层。

2.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤1中LNOI材料为硅基薄膜铌酸锂，表面清洁包括有机物的去除以及表面热处理，具体为采用丙酮、乙醇超声处理，去离子水清洗以及烘箱烘干。

3.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤2中，电子束标记为Ti/Pt或Ti/Au，金属总厚度为60～150nm。

4.根据权利要求3所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤2中电子束标记采用电子束正胶蒸发剥离工艺制备，电子束正胶为UV 135，转速为3000rpm/min，旋涂后置于130℃热板上烘烤90s。

5.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤3中，LNOI光栅图形以及电子束标记保护区域采用电子束正胶蒸发剥离工艺制备，电子束正胶为ZEP520A，转速为3000rpm/min，旋涂后置于180℃热板上烘烤2分钟，电子束胶膜厚度为350～450nm；电子束标记保护区域为覆盖电子束标记的长方形区域。

6.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤4中，LNOI光栅刻蚀掩膜为Ni金属，采用电子束蒸发剥离工艺制备，金属厚度为80～150nm。

7.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤5中，LNOI光栅采用F基RIE干法刻蚀，刻蚀气体为SF₆/Ar的混合气体，刻蚀功率为200W。

8.根据权利要求1或7所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤5中，LNOI光栅经过干法刻蚀10分钟后，再放入体积比为NH4OH：H2O2：H2O＝1：2：7的混合溶液中，水浴加热到70℃，加热处理10分钟，然后用离子水清洗，氮气吹干；LNOI光栅经过干法刻蚀与湿法处理，循环多次达到指定刻蚀深度。

9.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤6中，LNOI光栅刻蚀完成后，采用30％HNO₃腐蚀5分钟，去除剩余的Ni掩膜。

10.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂微纳光栅的制备方法，其特征在于，步骤7中，光栅制备完成后采用等离子体增强化学气相沉积生长氧化硅上包层，氧化硅厚度为1～3微米。