Si基光通信器件制作的濕法工藝研究.pdf

1、對于半導(dǎo)體Si材料來說，一些腐蝕試劑對其某一晶面的刻蝕速率要比其它晶面快得多，依據(jù)Si的這種各向異性腐蝕特性所發(fā)展起來的濕法腐蝕工藝在制作光通信器件的過程中發(fā)揮了巨大的作用。與干法刻蝕相比較，濕法刻蝕技術(shù)的加工成本更為低廉，且工藝制作過程也相對簡單。本文對硅材料的各向異性腐蝕特性進(jìn)行了深入分析，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了硅V型槽光纖陣列的制作及基于SOI材料的波導(dǎo)濕法工藝研究。 本文圍繞著硅V型槽的設(shè)計和制作過程，從理論上詳細(xì)分析了單模

2、光纖與脊型波導(dǎo)的模式特點，得出了最佳的耦合條件，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計出了最合適的硅V型槽結(jié)構(gòu)。實驗過程中，我們嘗試了干濕法相結(jié)合的掩膜制備方案，并對影響光刻質(zhì)量的因素進(jìn)行了深入分析，提出了利用ICP刻蝕去除底膠的新工藝。刻蝕過程中，我們摸索出了適用于V型槽制作的各向異性濕法腐蝕液配方，獨立優(yōu)化了整個過程的相關(guān)工藝，最終完成了基于硅V槽結(jié)構(gòu)的光纖陣列制作。并進(jìn)行了對光損耗測試，對所制得的光纖陣列質(zhì)量進(jìn)行了初步評估。濕法刻蝕技術(shù)具有成本低廉，加

3、工工藝簡單等優(yōu)點，因此在光通信器件的制作過程中有著廣泛的應(yīng)用。利用濕法刻蝕工藝，我們可以制作出諸如MMI(多模波導(dǎo)干涉器)，Y分支，M-Z干涉器等多種光通信產(chǎn)品；且同干法刻蝕技術(shù)相結(jié)合并采用套刻技術(shù)，還可以用來進(jìn)行光波導(dǎo)的加工制作。本文在實驗室的前期工作基礎(chǔ)上嘗試了利用濕法刻蝕技術(shù)進(jìn)行基于SOI材料AWG器件的波導(dǎo)制作。研究了刻蝕速率與反應(yīng)溫度及腐蝕液濃度之間的關(guān)系，尋找到了使刻蝕表面趨于光滑的最佳反應(yīng)條件，解決了由于現(xiàn)有干法刻蝕設(shè)備不