[发明专利]基于SiO2加载条形波导的波导布拉格光栅的制造方法

摘要

本发明公开了一种基于SiO₂加载条形波导的波导布拉格光栅及其制造方法，包括基底层、平板芯层、引导芯层和上包层，所述平板芯层覆盖在基底层的正面上，引导芯层位于平板芯层的正面上，上包层覆盖在平板芯层的正面并将引导芯层包裹。本发明具有工艺简单、成本较低、产品一致性较好、适合大规模生产等优点，相比于基于脊形波导的外脊调制型波导布拉格光栅的制作工艺具有工艺简单、成本较低、尺寸小等优点。

主权项

1.一种基于SiO2加载条形波导的波导布拉格光栅的制造方法，其特征在于，步骤如下：步骤S1：对基底层(4 )表面做清洗处理，所述基底层(4 )为石英晶圆；步骤S2：采用PECVD淀积厚度为1um‑2um的平板芯层(3)；其中，PECVD设备的腔室气压为300‑800mTorr，衬底温度为300‑350℃，上电极低频射频功率为200‑700W，上电极高频射频功率为300‑800W，硅烷气体流量为10‑20sccm,一氧化氮气体流量为1800‑2000sccm，锗烷气体流量为3.6‑5.6sccm，沉积速率为180‑230nm/min；步骤S3：对平板芯层(3)进行高温退火处理，其中，退火温度为900‑1100℃，退火时间为3‑5小时；步骤S4：对平板芯层(3)表面做清洗处理；步骤S5：采用PECVD淀积厚度为4um‑8um的引导芯层Ⅰ(5)；其中，PECVD设备的腔室气压为300‑800mTorr，衬底温度为300‑350℃，上电极低频射频功率为200‑700W，上电极高频射频功率为300‑800W，硅烷气体流量为15‑30sccm,一氧化氮气体流量为1800‑2000sccm，锗烷气体流量为1.3‑2.4sccm，沉积速率为180‑230nm/min；步骤S6：在引导芯层Ⅰ(5)表面形成掩模层(6)；步骤S7：在掩模层(6)上旋涂一层正性或负性的光刻胶层(7)，然后对光刻胶层(7)做前烘处理并自然降温；步骤S8：对光刻胶层(7)进行曝光、显影、后烘，将光刻板上的图形转移到光刻胶层(7)上；步骤S9：采用ICP刻蚀掩模层(6)，以形成硬掩模层，然后采用ICP去除掩模层(6)上的光刻胶层(7)；步骤S10：采用ICP刻蚀引导芯层Ⅰ(5)，以形成宽度为4um‑8um的引导芯层(2)；步骤S11：去除引导芯层(2)上的掩模层(6)；步骤S12：采用PECVD淀积厚度为5‑8um的掺硼、磷的第一上包层，然后对掺硼、磷的第一上包层做高温回流处理；其中，PECVD设备的腔室气压为2000‑3000mTorr，衬底温度为335‑365℃，下电极射频功率为1600‑2000W，硼烷和氮气混合气体流量为100‑140sccm,硼烷在混合气体中的摩尔分数为5％‑10％，磷烷和氮气混合气体流量为20‑45sccm，磷烷在混合气体中的摩尔分数为5％‑10％；回流温度为900‑1100℃，回流时间为5‑10小时；步骤S13：重复三次步骤S12，直至生长出厚度为15‑24um的上包层(1)；步骤S14：利用紫外固化胶将尺寸大小与石英晶圆完全一样的玻璃盖板粘贴在石英晶圆制作有器件的那一面；步骤S15：利用切割机将加工后的石英晶圆切成多个波导布拉格光栅。