SOI納米光波導(dǎo)的研究及其工藝制作.pdf

1、80年代后期，人們發(fā)現(xiàn)SOI 材料具有良好的導(dǎo)波特性，使得SOI 技術(shù)取得突破性進(jìn)展，SOI 光波導(dǎo)具有極低的傳輸損耗，并且橫向器件載流子的時(shí)間利用率很高，使得以SOI 為基礎(chǔ)的無源光波導(dǎo)器件，集成光電探測(cè)器，以及光波導(dǎo)調(diào)制開關(guān)等光學(xué)器件飛速發(fā)展。Si的折射率（3.477）比SiO2（1.444）和空氣（1）的折射率要大很多，SOI 脊形光波導(dǎo)能將光場(chǎng)限制在折射率較高的芯層區(qū)域，在水平方向上對(duì)光的限制比較小，高階模能迅速衰減，從而實(shí)現(xiàn)單

2、模傳輸。
　　 本文通過對(duì)光波導(dǎo)的研究，對(duì)工藝制作參數(shù)的摸索，主要得到了以下幾個(gè)方面的成果：
　　 從光波導(dǎo)的的導(dǎo)波理論出發(fā)，利用軟件模擬，采用場(chǎng)模式匹配方法FMM，模擬了SOI 脊形光波導(dǎo)的單模條件，偏振相關(guān)性，損耗特性（彎曲損耗）。分析了脊高為0.34μm和0.22μm的SOI基片，深刻蝕和淺刻蝕時(shí)模式分布的區(qū)別，淺刻蝕時(shí)TM偏振模會(huì)泄露到旁邊的平板波導(dǎo)中，波導(dǎo)只有TE模；計(jì)算了TE和TM模的有效折射率差，得到了偏振

3、無關(guān)性較好的范圍，從而得到既滿足單模條件，偏振無關(guān)性又比較好的的納米脊波導(dǎo)；分析了脊波導(dǎo)的彎曲損耗與波導(dǎo)的脊寬，刻蝕深度，彎曲半徑，輸入波長(zhǎng)等因素的關(guān)系。
　　 在光波導(dǎo)的制作工藝方面，介紹了一套完整的光波導(dǎo)制作流程，本文在實(shí)驗(yàn)中采用的是MA6 紫外線光刻和RIE 刻蝕，通過對(duì)光刻和刻蝕參數(shù)的不斷摸索優(yōu)化，并采用多種觀測(cè)工具測(cè)試，得到了表面圖形完整，波導(dǎo)側(cè)壁垂直度較好的結(jié)果。
　　 刻蝕會(huì)增大波導(dǎo)的表面和側(cè)壁粗糙度，而由