[发明专利]一种钛扩散铌酸锂光波导的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛扩散铌酸锂光波导的制备方法，包括在铌酸锂基片表面形成一层具有导电性能的导电薄膜；利用光刻工艺在所述导电薄膜的表面形成一第一钛条沉积窗口和光刻胶波导掩膜结构；对导电薄膜进行第一次腐蚀，在导电薄膜上对应于所述第一钛条沉积窗口的位置处形成第二钛条沉积窗口，所述第二钛条沉积窗口使得铌酸锂基片的表面显露于外；在铌酸锂基片显露于外的表面形成一层钛膜；将铌酸锂基片上的光刻胶波导掩膜结构剥离；对导电薄膜进行第二次腐蚀，得到具有钛条扩散源的铌酸锂基片；将得到的铌酸锂基片在预设的扩散温度及扩散时间下进行钛扩散，完成铌酸锂光波导的制备，光波导的成品质量成品率高。

技术领域

本发明涉及光波导制备技术领域，特别是涉及一种钛扩散铌酸锂光波导的制备方法。

背景技术

在光波导器件的制备领域，铌酸锂(LiNbO₃)晶体因具有电光系数高、光学透明度好、电光响应速度快、化学性能稳定、成本低等优良特性，被广泛用于制备光波导器件。钛扩散是目前常用的铌酸锂光波导制作工艺，其具体过程是在铌酸锂基片表面制作金属钛条图形，金属钛条经高温扩散以钛离子的形式扩散入铌酸锂基片内，形成钛扩散铌酸锂光波导。在工艺过程中，金属钛条的质量直接影响钛扩散铌酸锂光波导的成品率、光插入损耗以及光插入损耗的一致性。

现有的钛扩散铌酸锂光波导器件通常采用腐蚀法或者剥离法来制作钛条扩散源。采用腐蚀法制备的钛条图形边缘锯齿明显，钛条图形成品率低，且线宽均匀性差；而采用剥离法制备的钛条虽然线宽均匀，但图形质量不理想，主要是由于在制作钛条时需采用光刻工艺，而光刻工艺不可避免地涉及对铌酸锂基片的烘烤，由于铌酸锂基片具有热释电效应的特殊性质，在烘烤过程中，当工艺温度高于温度阈值时，铌酸锂基片表面会发生局部电荷积累，产生“放电”现象，严重时还可能产生电弧放电，使得光刻胶波导掩膜结构出现损伤，严重影响铌酸锂光波导的质量，致使其成品率较低。同样，也可通过厚胶技术、双层胶技术以及胶表面韧化技术等来实现剥离，但目前所有光刻胶剥离法均不能解决金属钛图形制备过程中由于铌酸锂热释电效应导致的放电损伤问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛扩散铌酸锂光波导的制备方法，以解决现有技术中钛条扩散源质量不理想的问题，进而提高酸锂光波导的光参数及成品率。

为解决上述问题，本发明提供一种钛扩散铌酸锂光波导的制备方法，包括以下步骤：

S1：在铌酸锂基片表面形成一层具有导电性能的导电薄膜；

S2：利用光刻工艺在所述导电薄膜的表面形成一第一钛条沉积窗口以及位于第一钛条沉积窗口两侧的光刻胶波导掩膜结构；

S3：对导电薄膜进行第一次腐蚀，在导电薄膜上对应于所述第一钛条沉积窗口的位置处形成第二钛条沉积窗口，所述第二钛条沉积窗口使得铌酸锂基片的表面显露于外；

S4：在铌酸锂基片显露于外的表面形成一层钛膜；

S5：将铌酸锂基片上的光刻胶波导掩膜结构剥离；

S6：对导电薄膜进行第二次腐蚀，得到具有钛条扩散源的铌酸锂基片；

S7：将步骤S6中得到的铌酸锂基片在预设的扩散温度及扩散时间下进行钛扩散，完成铌酸锂光波导的制备。

进一步的，在步骤S1中，采用溅射或蒸发的方法在所述铌酸锂基片上沉积一层导电薄膜，所述导电薄膜的厚度为形成的钛膜厚度的1.5～2.5倍。

进一步的，所述步骤S2的具体方法为：

S201：在所述导电薄膜上形成一层正性光刻胶层；

S202：在正性光刻胶层的上方，利用掩膜结构对所述正性光刻胶层进行曝光，得到曝光区域的第一光刻胶柱以及位于第一光刻胶柱两侧的第二光刻胶柱；