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厚膜光波导及其制造方法


技术摘要:
本发明涉及一种厚膜波导的制造方法。所述厚膜光波导的制造方法包括如下步骤:提供一基底;进行多次循环步骤,形成沿垂直于所述衬底的方向排布的多个子波导层、以及沿垂直于所述衬底的方向排布、且覆盖于所述子波导层侧壁的多个子填充层;所述循环步骤包括:沉积一波导  全部
背景技术:
光波导(optical  waveguide)是引导光波在其中传播的介质装置,又称为介质光 波导。在现有的生产工艺中,形成厚膜光波导主要采用两种方式:一种是,采用多次沉积波 导材料后干法刻蚀形成;另一种是,先在下包层中形成沟槽,然后在沟槽中填充波导材料形 成。但是,多次沉积波导材料的方法得到的厚膜光波导中无裂纹的区域面积较小;沟槽填充 的方法中由于沟槽的侧壁不够陡直、底部不够平整等因素,导致形成的厚膜光波导侧壁和 底部的粗糙度不佳,波导传输损耗较大。 如何减小厚膜光波导的龟裂的问题,降低光波导的传输损耗,从而改善厚膜光波 导的性能,是当前亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
本发明提供一种厚膜光波导及其制造方法,用于解决现有技术中厚膜光波导易出 现龟裂的问题,以改善厚膜光波导的性能。 为了解决上述问题,本发明提供了一种厚膜光波导的制造方法,包括如下步骤: 提供一基底,所述基底包括衬底和位于所述衬底表面的下包层; 进行多次循环步骤,形成沿垂直于所述衬底的方向排布的多个子波导层、以及沿 垂直于所述衬底的方向排布、且覆盖于所述子波导层侧壁的多个子填充层; 所述循环步骤包括: 沉积一波导芯层于所述基底表面; 刻蚀所述波导芯层,形成沿垂直于所述衬底的方向贯穿所述波导芯层的沟槽,残 留的所述波导芯层作为一子波导层; 形成子填充层于所述沟槽内,并以所述子填充层的表面和所述子波导层的表面共 同作为下一次循环步骤的基底表面。 可选的,形成沿垂直于所述衬底的方向贯穿所述波导芯层的沟槽的具体步骤包 括: 沉积一牺牲层于所述波导芯层表面; 刻蚀所述牺牲层和所述波导芯层,形成沿垂直于所述衬底的方向贯穿所述牺牲层 和所述波导芯层的沟槽。 可选的,形成子填充层于所述沟槽内的具体步骤包括: 填充包层材料于所述沟槽内,形成子填充层; 平坦化处理所述子填充层,使得所述子填充层的顶面与所述牺牲层的顶面平齐; 除去全部的所述牺牲层和部分的所述子填充层,使得所述子填充层的顶面与所述 波导芯层的顶面平齐。 4 CN 111596406 A 说 明 书 2/7 页 可选的,除去所有的所述牺牲层和部分的所述子填充层的具体步骤包括: 除去部分的所述子填充层,使得残留的所述子填充层的顶面与所述波导芯层的顶 面平齐; 除去全部的所述牺牲层。 可选的,所述波导芯层的厚度为100nm~300nm。 可选的,所述波导芯层的材料为氮化硅。 可选的,形成所述波导层之后,进行多次所述循环步骤之后,还包括如下步骤: 沉积最后一层波导芯层于已形成的多个所述子波导层和所述子填充层表面; 刻蚀所述最后一层波导芯层和多个所述子波导层、并去除所述子填充层,形成波 导层; 形成包覆所述波导层的上包层。 可选的,所述子填充层的材料与所述上包层的材料相同;或者 所述子填充层的材料与所述下包层的材料相同;或者 所述子填充层的材料、所述下包层的材料和所述上包层的材料均相同。 为了解决上述问题,本发明还提供了一种厚膜光波导,包括: 衬底,所述衬底表面具有下包层; 波导层,位于所述下包层表面,包括沿垂直于所述衬底的方向排布的多个子波导 层; 填充层,覆盖于所述波导层侧壁,包括沿垂直于所述衬底的方向排布的多个子填 充层,所述子填充层是对用于形成所述子波导层的波导芯层刻蚀形成沟槽之后、于所述沟 槽内填充形成的。 可选的,所述填充层位于所述波导层的一侧;或者 所述填充层分布于所述波导层的相对两侧。 可选的,多个所述子填充层与多个所述子波导层一一对应,且一所述子填充层和 与其对应的所述子波导层的顶面平齐。 可选的,所述子波导层的厚度为100nm~300nm。 可选的,在沿垂直于所述衬底的方向上,多个所述子填充层对准设置。 可选的,在沿垂直于所述衬底的方向上,至少存在两个所述子填充层的位置不对 准。 可选的,还包括: 上包层,覆盖于所述波导层表面。 可选的,所述子填充层的材料与所述上包层的材料相同;或者 所述子填充层的材料与所述下包层的材料相同;或者 所述子填充层的材料、所述下包层的材料和所述上包层的材料均相同。 本发明提供的厚膜光波导及其制造方法,通过多次循环步骤形成沿垂直于衬底的 方向叠置的多个子波导层,且在沉积下一波导芯层之前对上一波导芯层进行了刻蚀,从而 释放了上一波导芯层中的应力,避免了应力堆积,从而克服了由于一次沉积较厚的波导芯 层所引起的龟裂和翘曲等问题。 5 CN 111596406 A 说 明 书 3/7 页 附图说明 附图1A是本发明
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