[发明专利]基于聚合物波导的光纤与硅波导耦合结构及其制作方法

摘要

本发明公开了一种基于聚合物波导的光纤与硅波导耦合结构及其制作方法，该结构包括一个SOI晶圆和设置在SOI晶圆的光纤，SOI晶圆的埋氧层上设有自右而左依次布置的聚合物直波导和聚合物渐变波导，聚合物渐变波导的窄端与聚合物直波导连接，宽端与光纤的纤芯对准；上层硅上设有硅波导，硅波导的左端为宽度渐变的倒锥结构，右端为直硅波导倒锥结构和部分直硅波导包覆在聚合物直波导内，直硅波导的其余部分上覆盖二氧化硅覆盖层；在SOI晶圆的左端顶面上设有V型槽，V型槽在深度方向上依次贯穿二氧化硅覆盖层、上层硅和埋氧层，底端位于衬底硅；光纤固定在V型槽内。本发明不仅提高耦合效率，还降低了工艺复杂度，保证光纤耦合结构的可靠性。

主权项

基于聚合物波导的光纤与硅波导耦合结构，包括一个绝缘体上硅晶圆和设置在所述绝缘体上硅晶圆的光纤；所述绝缘体上硅晶圆从上至下依次包括上层硅、埋氧层和衬底硅，其特征在于，所述上层硅上设有自右而左依次布置的聚合物直波导和聚合物渐变波导，并在所述上层硅没有布置所述聚合物直波导和聚合物渐变波导的部分覆盖一层二氧化硅覆盖层，所述聚合物渐变波导的窄端与所述聚合物直波导连接，宽端与所述光纤的纤芯对准；所述上层硅上设有硅波导，所述硅波导的左端为宽度渐变的倒锥结构，右端为直硅波导，所述倒锥结构和部分所述直硅波导包覆在所述聚合物直波导内，所述倒锥结构的尖端与所述聚合物直波导与聚合物渐变波导连接处的距离L1满足条件：2μm≤L1≤5μm，所述直硅波导的其余部分覆盖在所述二氧化硅覆盖层，所述直硅波导的右端面与所述二氧化硅覆盖层的右端面平齐，作为光输出或输入端口；在所述绝缘体上硅晶圆的左端顶面上设有V型槽，所述V型槽在深度方向上依次贯穿所述二氧化硅覆盖层、上层硅和埋氧层，底端位于所述衬底硅；所述光纤固定在所述V型槽内。