[发明专利]一种硫系狭缝光波导结构及其制备方法

权利要求书

1.一种硫系狭缝光波导结构，包括衬底层(1)以及设于衬底层(1)上的芯层(2)，其特征在于：所述衬底层(1)包括两个间隔设置的相同的等腰梯形结构，所述芯层(2)覆盖所述梯形结构以及衬底层(1)的表面，形成两个梯形平台(21)，所述两个梯形平台(21)之间形成梯形的空气狭缝(3)；

所述衬底层(1)包括平板状的第一层(11)，以及设于第一层(11)上同样平板状的衬底生长层(13)，设于所述衬底生长层(13)上的第二层(12)，所述第二层(12)包括两个间隔设置的等腰梯形结构；所述第一层为Si材料制成，所述第二层和衬底生长层为SiO₂材料制成。

2.如权利要求1所述的硫系狭缝光波导结构，其特征在于：所述梯形平台(21)中，梯形平台的底部部分的长度L₂＝1300nm-1500nm，梯形平台的底部之间的空气狭缝的距离L_slot1＝100nm-200nm，梯形平台的顶部之间的空气狭缝(3)的距离L_slot2＝1000nm-1200nm，梯形平台的顶部长度L₁＝1100nm-1200nm，梯形平台顶部平面与侧面之间的夹角为θ₁，梯形平台顶部的平坦部分的芯层厚度为H_core1＝300nm-400nm，并且梯形平台中顶部平坦部分的芯层厚度与两个梯形平台之间芯层的厚度相同，梯形平台中侧面部分的芯层厚度为H_core2＝H_core1cosθ₁。

3.如权利要求2所述的硫系狭缝光波导结构，其特征在于：所述第二层(12)的梯形结构中，第二层(12)的顶部与侧面的夹角为θ₂，顶部平坦部分的长度L₃＝800nm-900nm，梯形结构底部的长度为L₄＝1000nm-1200nm，两个梯形结构底部之间的距离为L_slot3＝300nm-500nm，两个梯形结构顶部之间的距离为L_slot4＝1300nm-1400nm，并且θ₂＝θ₁。

4.一种如上述权利要求1-3中任一项所述的硫系狭缝光波导结构的制备方法，具体包括如下步骤：

S1：选取Si/SiO₂基片，并对Si/SiO₂基片表面进行清洗；

S2：将清洗干净的Si/SiO₂基片进行表面粘附性处理；

S3：将上述步骤中准备好的Si/SiO₂基片涂覆光刻胶，并且进行紫外曝光和显影，形成具有掩膜层的Si/SiO₂基片；

S4：将上述得到的掩膜层的Si/SiO₂基片进行湿法腐蚀，得到衬底中的第二层的两个梯形结构；

S5：在Si/SiO₂基片的SiO₂层和Si层之间的Si层上生长出一层SiO₂，该SiO₂层覆盖Si层露出的表面，该生长出来的SiO₂层即为形成波导结构中的衬底生长层(13)；

S6：通过热蒸发法在上述步骤所得到的Si/SiO₂基片上沉积一层Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀波导芯层。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

上述步骤S2中具体包括：先将Si/SiO₂基片放到热板上进行脱水烘焙，设置热板温度为130℃，将基片烘10min-12min，去除吸附在基片表面的大部分水汽，然后在基片上涂布六甲基二硅氮烷(HMDS)。