專利名稱：用于制備光學(xué)導(dǎo)波器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備光學(xué)導(dǎo)波器的方法。在另一方面，本發(fā)明涉及氮化硅基 和無定形硅基的光學(xué)導(dǎo)波器。
背景技術(shù)：
通常在光學(xué)通信應(yīng)用中使用光學(xué)導(dǎo)波器。光學(xué)導(dǎo)波器通常包括被夾在下包層和上 包層之間的芯層。通常，芯層具有比下包層和上包層高的折射率。傳統(tǒng)上，用二氧化硅形成芯層和包層，但芯層是被摻雜的(例如，摻雜有鍺、磷、或 者鈦)，以便于相對于包層增加其折射率。近年來，人們越來越注重通過使用等離子體增強 化學(xué)氣相沉積法(PECVD)生長的氮化硅芯層或氮氧化硅芯層來制造在芯層和包層之間的 折射率差異較大的光學(xué)導(dǎo)波器。然而，在PECVD生長的氮化硅芯層和氮氧化硅芯層中，在光學(xué)通信應(yīng)用中使用的 紅外(IR)波長處，經(jīng)常觀察到高的光損耗(例如，5-lOdb/cm)。據(jù)信，損耗源自Si-H鍵、N-H 鍵和-OH鍵，在PEVCD期間，所述鍵從硅烷、一氧化二氮和/或氨氣氣體前體摻入到芯層中。 因此，有必要在高溫下對芯層進(jìn)行退火以去除芯層內(nèi)的Si-H鍵、N-H鍵和-OH鍵。因此，通常按圖1 (a)_圖1 (e)中示出的先后順序構(gòu)造氮化硅基和氮氧化硅基的脊 導(dǎo)波器。首先，如圖1(a)所示，下包層10 (例如，二氧化硅下包層)被沉積在硅片基底12 上。然后，如圖1(b)所示，使用PECVD將氮化硅芯層或氮氧化硅芯層14沉積在下包層10 上。接著，如圖1(c)中所描述的，結(jié)構(gòu)被退火18，接著，如圖1(d)所示，芯層14被圖案化。 最后，如圖1(e)所示，上包層16 (例如，二氧化硅上包層)被沉積在被退火被圖案化的芯層 14上。氮氧化硅芯層具有約為1.6以上的折射率，然而，由于是高溫退火(例如，在約 1000°C或更高的溫度下退火)，因此氮氧化硅芯層會產(chǎn)生裂縫。開裂是由于氮氧化硅芯層、 包層和硅片之間存在不同的熱膨脹系數(shù)造成的。不同的熱膨脹系數(shù)導(dǎo)致在層內(nèi)感應(yīng)出的拉 伸應(yīng)力值高到無法接受。對于氮化硅而言，開裂的問題甚至?xí)兊酶悖@是因為氮化硅膜 具有比氮氧化硅膜更高的拉伸應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上內(nèi)容，我們認(rèn)識到需要用于制備低光學(xué)損耗的帶有折射率約為1. 6以上 的芯層的脊導(dǎo)波器的方法。簡而言之，在一個方面，本發(fā)明提供了一種制造導(dǎo)波器的方法。所述方法包括(a) 提供導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)包括基底、基底上的下包層和在下包層上的芯層，所述芯 層包含氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合金，(b)將芯層圖案化，以及(C)將導(dǎo)波器結(jié)構(gòu) 退火。優(yōu)選地，所述方法還包括在退火導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)之后但在將芯層圖案化之前，在芯層上方 沉積上包層。意想不到的是，相對于在圖案化芯層之前進(jìn)行退火的常規(guī)脊導(dǎo)波器構(gòu)造方法，本發(fā)明的方法允許在降低的溫度下并用更少的時間對氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合金 芯層進(jìn)行有效地?zé)o裂縫退火。本發(fā)明方法的降低的退火溫度與高溫退火相比可降低應(yīng)力， 并因此改善設(shè)備質(zhì)量。在另一方面，本發(fā)明提供了一種用于制備環(huán)形諧振器的方法。所述方法包括以下 步驟(a)提供導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)包括基底、基底上的下包層和在下包層上的芯 層，所述芯層包含氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合金，(b)將芯層圖案化，(C)在芯層上 沉積上包層，以提供夾層導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)，(d)退火夾層導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)，(e)在退火的夾層導(dǎo)波器 結(jié)構(gòu)上沉積包含氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合金的環(huán)形諧振器層，以及(f)將環(huán)圖案 化成環(huán)形諧振器層。在又一個方面，本發(fā)明提供了脊或通道導(dǎo)波器，所述導(dǎo)波器包括在二氧化硅下包 層上的圖案化的芯層；其中芯層包含氮化硅、無定形硅或無定形硅鍺合金，，并具有在約 1. 6和約4. 6之間的折射率并且基本無裂縫。如本文所使用的“二氧化硅”表示SiO2，其可選地?fù)诫s有例如硼、磷、氟、鈦、鋁、鋯等等以及它們的
組合；“氮化硅”包括Si3N4和通過化學(xué)式SiOxNy表示的氮氧化硅的化合物，其中0 < y <4/3以及0<x<2;以及“基本無裂縫”意味著使用光學(xué)顯微鏡法觀察到在4英寸(IOcm)直徑的晶圓內(nèi)所 述芯層無裂縫。


圖1 (a)、圖1 (b)、圖1 (c)、圖1 (d)和圖1 (e)使用示意性側(cè)視圖示出制備脊導(dǎo)波器 的常規(guī)方法；圖2 (a)、圖2 (b)、圖2 (c)、圖2 (d)和圖2 (e)使用示意性側(cè)視圖示出本發(fā)明的制備 脊導(dǎo)波器的方法；圖3 (a)、圖3 (b)、圖3 (c)、圖3 (d)和圖3 (e)使用示意性側(cè)視圖示出本發(fā)明的制備 通道導(dǎo)波器的方法；圖4是實例1的環(huán)形諧振器的接收到的功率與波長的關(guān)系圖；圖5是比較例1的環(huán)形諧振器的接收到的功率與波長的關(guān)系圖。
具體實施例方式可使用在圖2 (a)-圖2 (e)和圖3 (a)-圖3 (e)中所示的方法構(gòu)造本發(fā)明的導(dǎo)波器。 在圖2(a)-圖2(e)中所示的方法示出了制備脊導(dǎo)波器的步驟。首先，如圖2(a)中所示，將 下包層20 (例如，二氧化硅下包層)沉積在基底22 (例如，硅片基底)上。然后，如圖2(b) 中所示，將氮化硅或無定形硅芯層24沉積在下包層20上。接著，如圖2(c)中所示，芯層24 被圖案化為脊圖案。然后，如圖2(d)所示，將上包層26 (例如，二氧化硅上包層)沉積在圖 案化的芯層24上。最后，如圖2(e)所示，導(dǎo)波器被退火28。圖3 (a)-圖3 (e)示出了制備 通道導(dǎo)波器。除了圍繞通道34的芯層完全被貫穿侵蝕(如圖(3c)所示)之外，制備通道 導(dǎo)波器的方法基本與制備脊導(dǎo)波器的方法相同。
本發(fā)明的導(dǎo)波器包括支撐在基底上的導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)。所述基底通常由市售的材料 (例如，硅、藍(lán)寶石或熔凝石英)組成。優(yōu)選地，基底為硅片。導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)包含在低折射率下包層(即，包含折射率低于芯層折射率的材料的包 層)上的高折射率氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合金芯層。優(yōu)選地，導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)是夾層 導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)，在所述夾層導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)中，芯層夾在低折射率下包層和低折射率上包層之間。下包層包含折射率相對低的無定形材料，例如，二氧化硅、氧化鋯、氧化鋁、氟化 鎂、低折射率的摻雜的二氧化硅(例如，摻雜有硼、磷、或氟的二氧化硅)等等。優(yōu)選地，下 包層包含二氧化硅。優(yōu)選地，下包層的折射率在約1.3和約1.5之間。通過本領(lǐng)域中已知 的方法可將下包層沉積在基底上。例如，可使用化學(xué)氣相沉積(CVD)法，例如，PECVD、常壓 化學(xué)氣相沉積(APCVD)或低壓化學(xué)氣相沉積(LPVCD)；物理氣相沉積(PVD)法，例如濺射、 蒸鍍、電子束蒸鍍、分子束外延生長以及脈沖激光沉積；火焰水解沉積(FHD)；以及溶膠-凝 膠法沉積下包層。優(yōu)選地，使用PEVCD沉積下包層。典型地，下包層的厚度在約0. 5 μ m和約50 μ m之間(優(yōu)選地，在約0. 5 μ m和約 3μπ 之間)。芯層包含氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合金(優(yōu)選地，氮化硅或無定形硅；更 優(yōu)選地，氮化硅)。當(dāng)芯層包含氮化硅時，芯層的氮含量通常大于約20mol%。優(yōu)選地，芯層 的折射率在約1. 6和4. 6之間；更優(yōu)選地，在約1. 6和約3. 8之間；最優(yōu)選地，在約1. 6和 約2.0之間。使用上述任意沉積技術(shù)可將芯層沉積在下包層上。優(yōu)選地，使用PEV⑶沉積
-H-* \=t心層。通常，芯層厚度在約0. 1 μ m和約2 μ m之間(優(yōu)選地，在約0. 1 μ m和約Iymi 間)?？墒褂迷诒绢I(lǐng)域內(nèi)已知的圖案化技術(shù)，例如，通過光刻法和反應(yīng)離子蝕刻(RIE) 或通過離子束蝕刻(優(yōu)選地，通過光刻法和RIE)，可將芯層圖案化。通常，脊或通道的寬度 將在約0. 5 μ m和約7 μ m之間。在圖案化芯層之后，可將可選的上包層沉積在芯層上。上包層包括折射率相對低 的無定形材料，例如，二氧化硅、氧化鋯、氧化鋁、氟化鎂、低折射率的摻雜的二氧化硅(例 如，摻雜有硼、磷或氟的二氧化硅)等等。優(yōu)選地，上包層包含二氧化硅。優(yōu)選地，下包層的 折射率在約1. 3和約1. 5之間。可通過諸如以上所提及的本領(lǐng)域內(nèi)已知的方法將下包層沉 積在基底上。通常，上包層的厚度在約0. 05 μ m和約50 μ m之間(優(yōu)選地，在約0. 05 μ m和 約3μπι之間)。在芯層已經(jīng)被圖案化之后(或如果導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)具有夾層結(jié)構(gòu)則在上包層已經(jīng)沉 積之后)，可將導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)退火。與常規(guī)處理相比，本發(fā)明的方法允許在低溫下進(jìn)行退火，并 因此提供應(yīng)力感應(yīng)的雙折射率更小的導(dǎo)波器。例如，在約600°C和約1000°C之間(優(yōu)選地， 在約700°C和約900°C之間)的溫度處的夾層導(dǎo)波器可被有效地退火。本發(fā)明的方法也允 許縮短退火時間并因此降低生產(chǎn)成本。優(yōu)選地，將導(dǎo)波器退火至少約1小時(優(yōu)選地，約2 小時至約4小時)。所得的導(dǎo)波器基本無裂縫并且對在光學(xué)通信應(yīng)用中使用的波長表現(xiàn)出 低光損耗。優(yōu)選地，在約1310nm和約1565nm之間的波長處，導(dǎo)波器表現(xiàn)出小于約0. 15dB/ cm(更優(yōu)選地，少于約0. ldB/cm)的光損耗。本發(fā)明的導(dǎo)波器可用于制造針對光學(xué)通信應(yīng)用的各種設(shè)備，例如，分光器、開關(guān)、
6濾光器、定向耦合器等等，或針對光學(xué)生物傳感器的各種設(shè)備。^M通過以下實例進(jìn)一步示出本發(fā)明的目的和優(yōu)點，但在這些實例中所陳述的其特定 材料和數(shù)量以及其它條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)該被理解為不當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明。實例1 具有SiO2ZSiN脊/SiO2夾層(采用退火)的環(huán)形諧振器通過具有IOOym直徑的垂直連接的環(huán)形諧振器的制造展示本發(fā)明。環(huán)形諧振器 的制造如下。通過使用表1中列出的以下參數(shù)的等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PEVCD，可購自 Oxford Instruments, Yatton, UK 的型號為 PlasmaLab 的系統(tǒng) 100)，將 3 μ m 厚的折射率 為1. 46的硼磷硅玻璃(BPSG)下包層沉積在0. 5mm的Si晶圓(100) (Si晶圓可購自Spring City, PA 的 Montco Silicon Technologies 公司)上。表1.用于沉積BPSG下包層的條件 在BPSG層形成于Si晶圓上之后，樣本在升降溫速率為5°C /min的爐內(nèi)被加熱至 1080°C，并在所述溫度處保持大約4小時以允許BPSG回流。在熱處理之后，使用表2中描 述的以下參數(shù)通過PECVD，在BPSG下包層上沉積250nm厚的SiN芯層。表2.用于沉積SiN芯層的條件 使用Metricon Model 2010 棱鏡耦合器(Pennington, NJ 的 Metricon 公司)測量 SiN芯層的折射率，并且發(fā)現(xiàn)所述折射率為2。在完成SiN芯層的沉積后，通過旋涂在SiN芯層上涂覆正光致抗蝕劑，該正光致 抗蝕劑在下文中被稱作“PR” (可購自Spartanburg，SC的Electronic Materials公司的 Shipley PR1813)。使用導(dǎo)波器圖案掩模和標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)將I3R層圖案化。隨后進(jìn)行蝕刻處 理以蝕刻導(dǎo)波器芯層并形成脊導(dǎo)波器芯。根據(jù)表3中描述的以下條件進(jìn)行反應(yīng)離子蝕刻 (RIE，可購自 Yatton，UK 的 Oxford Instruments 的型號為 PlasmaLab 的系統(tǒng) 100)。標(biāo)稱 的導(dǎo)波器寬度為2. 5 μ m并且蝕刻深度為50nm至200nm。表3.用于反應(yīng)離子飩刻的材料/條件 在離子蝕刻之后，在圖案化的導(dǎo)波器上沉積IOOnm厚的SiO2上包層，從而形成 Si02/SiN脊/SiO2夾層導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)。根據(jù)在表4中描述的以下條件，使用PECVD沉積SiO2 上包層。表4.用于沉積IOOnm的S瓜層的條件 將所得樣本放置在爐中并使用2V Mn的加熱和冷卻速率在800°C下在空氣中退 火5小時。通過光學(xué)顯微鏡法觀察到導(dǎo)波器是無裂縫的。在夾層導(dǎo)波器退火之后，在上包層上制造環(huán)形諧振器。這通過使用與表2中描述 的沉積參數(shù)相同的沉積參數(shù)，將250nm厚的SiN層沉積在Si02/SiN脊/^02夾層導(dǎo)波器上來 完成。使用與表3中描述的蝕刻參數(shù)相同的蝕刻參數(shù)，通過在使用環(huán)形掩模的標(biāo)準(zhǔn)光刻法 然后通過反應(yīng)離子蝕刻(RIE)限定IOOym的環(huán)直徑。在I^R的蝕刻之后，將單個薄片切割并 拋光以供光學(xué)測量。使用 Nuphoton NP2500-ASE(Murrieta，CA 的 Nuphoton Technologies 公司)作為光源并使用 JDS Uniphase PS3PDLMultimeter (Milpitas, CA 的 JDS Uniphase 公司)作為檢測器，實現(xiàn)光學(xué)測量。在圖4中示出了具有100 μ m的環(huán)的環(huán)形諧振器的接收 到的功率與波長的關(guān)系圖。觀察到相對平緩的曲線。在1495nm和1555nm之間的波長處存 在最小吸收。WMm 1 :Si02/SiN脊/Si02夾層(未退i )的環(huán)形諧振器除了導(dǎo)波器未退火之外，使用實例1中描述的方法來構(gòu)造另一個樣本。在圖5中 示出具有IOOym環(huán)的環(huán)形諧振器的接收到的功率與波長的關(guān)系圖。由于N-H和Si-H振動 泛頻峰的吸收，針對該樣本，觀察到在1495nm和1555nm之間的波長處具有強波導(dǎo)吸收。iYMrn 2 制誥平面SiON芯層(無圖案退i )使用在表5中描述的以下參數(shù)通過PECVD，在若干Si晶圓上沉積700nm厚的SiON表5.用于沉積SiON層的條件 使用Metricon Model 2010棱鏡耦合器測量SiN芯層的折射率，發(fā)現(xiàn)所述折射率 為 1. 78。在升降溫速率為2 V /min的爐中，在溫度600 V、700 V、800 V、900 V和1000 V下， 將比較例2的SiON芯層退火30分鐘。鍾2和實例3 制誥脊SiON芯層(圖案化遞)用I3R涂覆如在比較例2中描述的那樣制備的涂有700nm厚的SiON涂層的若干Si 晶圓，并使用導(dǎo)波器圖案掩模和標(biāo)準(zhǔn)光刻法技術(shù)將I3R層圖案化。根據(jù)表3中描述的條件進(jìn) 行反應(yīng)離子蝕刻，以形成脊導(dǎo)波器芯(在實例2中為100 μ m的脊；在實例3中為50 μ m的 脊)。 在升降溫速率為2 V /min的爐中，在溫度600 V、700 V、800 V、900 V和1000 V下， 將實例2和實例3的SiON芯層退火30分鐘。當(dāng)使用光學(xué)顯微鏡法觀察時，SiON芯層是無 裂縫的。WMm 3 制誥平面SiON芯層(無圖案未)退i )使用與比較例2同樣的方式制備比較例3的樣本，不同的是這些樣本沒有經(jīng)過退 火。比較例4和比較例5 制造平面SiON芯層和脊SiON芯層(圖案化未退火)使用和比較例2的方式同樣的方式制備比較例4和比較例5的樣本，不同的是這 些樣本沒有經(jīng)過退火。根據(jù)表3中描述的條件進(jìn)行反應(yīng)離子蝕刻，以形成脊導(dǎo)波器芯(在 比較例4中為100 μ m的脊；在比較例5中為50 μ m的脊)。傅里葉變換紅外(FTIR)分析使用FTIR光譜學(xué)分析比較例2、比較例3、比較例4和比較例5以及實例2和 實例3，所述光譜學(xué)使用Nicolet Magna-IR 750光譜儀系列II (Madison，WI的Nicolet Analytical Instruments)。在3357CHT1左右的小峰值被賦于N-H振動模式。表6顯示在 樣本的SiON層的N-H峰(3357CHT1)下方的區(qū)域。表6.在N-H峰下方的區(qū)域
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實例4 具有SiO2Za-Si脊/SiO2夾層(帶退火)的環(huán)形諧振器通過使用表1中列出的參數(shù)的等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PEVCD，可購自 Yatton, UK 的 Oxford Instruments 的型號為 PlasmaLab 的系統(tǒng) 100)將 3 μ m 厚的折射 率為1. 46的硼磷硅玻璃(BPSG)下包層沉積在0. 5mm的Si晶圓(100) (Si晶圓可購自 SpringCity, PA 的 Montco Silicon Technologies 公司)上。在BPSG層形成于Si晶圓上之后，樣本在升降溫速率為5°C /min的爐內(nèi)被加熱至 1080°C，并在所述溫度處保持大約4小時以允許BPSG回流。在熱處理之后，使用表7中描 述的以下參數(shù)通過PECVD在BPSG下包層上沉積250nm厚的無定形硅(a_Si)芯層。表7.用于沉積a-Si層的條件 在完成a-Si芯層的沉積后，通過旋涂在a-Si芯層上涂覆正光致抗蝕劑，該正光致 抗蝕劑在下文中被稱作“PR” (可得自Spartanburg，SC的Electronic Materials公司的 Shipley PR1813)。使用導(dǎo)波器圖案掩模和標(biāo)準(zhǔn)光刻法技術(shù)將I3R層圖案化。隨后進(jìn)行蝕 刻工藝以蝕刻導(dǎo)波器芯層并形成脊導(dǎo)波器芯。根據(jù)表3中描述的條件，進(jìn)行反應(yīng)離子蝕刻 (RIE,可從 Yatton，UK 的 Oxford Instruments 商購獲得的型號為 PlasmaLab 系統(tǒng) 100)。 標(biāo)稱導(dǎo)波器寬度為2. 5 μ m以及蝕刻深度為50至200nm。在離子蝕刻之后，在圖案化的導(dǎo)波器上沉積IOOnm厚的SiO2上包層，形成SiO2/a-Si脊/SiO2夾層導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)。根據(jù)表4中描述的條件，使用PEV⑶沉積SiO2上包層。所得的導(dǎo)波器樣本放置在爐中并使用2V Mn的加熱和冷卻速率在800°C下在空 氣中退火5小時。在退火之后，通過光學(xué)顯微鏡法觀察時，導(dǎo)波器是無裂縫的。在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的各種 修改和更改將是顯而易見的。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并非意圖不當(dāng)限制本文闡述的示例性實施 例和實例，并且這類實例和實施例僅以舉例的方式呈現(xiàn)，并且僅在旨在只被如下本文中闡 述的權(quán)利要求所限制的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種制備導(dǎo)波器的方法，該方法包括以下步驟(a)提供導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)包括基底、在所述基底上的下包層和在所述下包層上的芯層，所述芯層包含氮化硅、無定形硅或無定形硅 鍺合金；(b)將所述芯層圖案化；以及(c)將所述導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括在將所述芯層圖案化之后和在將所述導(dǎo) 波器結(jié)構(gòu)退火之前，在所述芯層上方沉積上包層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述基底為硅片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的方法，其中所述下包層包含二氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的方法，其中所述下包層的厚度在約0.5 μ m和 約50 μ m之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述下包層的厚度在約0.5 μ m和約3 μ m之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的方法，其中所述芯層的厚度在0.1 μ m和約 Iym之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述上包層的厚度在約0.05 μ m和約50 μ m之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述上包層的厚度在約0.05 μ m和約3 μ m之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的方法，其中所述芯層的折射率在約1.6和約 4. 6之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述芯層的折射率在約1.6和約3. 8之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項所述的方法，其中所述芯層包含氮化硅或無定形 硅，并且所述芯層的氮含量大于約20mol %。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項所述的方法，其中將所述芯層圖案化包括光刻法 和反應(yīng)離子蝕刻。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項所述的方法，其中將所述芯層圖案化包括將在所 述芯層中的脊圖案化。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項所述的方法，其中退火在約600°C和約1000°C之 間的溫度下進(jìn)行。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中退火在約700°C和約900°C之間的溫度下進(jìn)行。
17.一種導(dǎo)波器，其包括在二氧化硅下包層上的圖案化的芯層，其中所述芯層包含氮化 硅、無定形硅或無定形硅_鍺合金，具有在約1. 6和約4. 6之間的折射率，并且基本無裂縫； 并且其中所述導(dǎo)波器是脊導(dǎo)波器或通道導(dǎo)波器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的導(dǎo)波器，其還包括在所述圖案化的芯層上的二氧化硅上包層。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的導(dǎo)波器，其中在約1310nm和約1565nm之間的波長 處，所述導(dǎo)波器表現(xiàn)出小于約0. 15dB/cm的光損耗。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中的任一項所述的導(dǎo)波器，其中所述導(dǎo)波器為脊導(dǎo)波器。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一項所述的導(dǎo)波器，其中所述導(dǎo)波器為通道導(dǎo)波器。
22.一種用于制備環(huán)形諧振器的方法，該方法包括如下步驟(a)提供導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)包括基底、在所述基底上的下包層和在所述下包層上的芯層，所述芯層包含氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合金； (b)將所述芯層圖案化；(C)在所述芯層上沉積上包層，以提供夾層導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)；(d)將所述夾層導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)退火；(e)在所述經(jīng)退火的夾層導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)上，沉積包含氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合 金的環(huán)形諧振器層；以及(f)將環(huán)圖案化成所述環(huán)形諧振器層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備導(dǎo)波器的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)包括基底(22)、在所述基底上的下包層(20)和芯層(24)，所述芯層(24)包含在所述下包層上的氮化硅、無定形硅或無定形硅-鍺合金；(b)將所述芯層圖案化；以及(c)退火(28)所述導(dǎo)波器結(jié)構(gòu)。
文檔編號G02B6/132GK101910899SQ200880124424
公開日2010年12月8日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者巴里·J·科赫, 張俊穎, 易亞沙, 特里·L·史密斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司