玻璃上硅光波导的制备
图3、(a)SOG上的脊型光波导端面图和(b)SOI上的脊型光波导端面图
图3所示为脊高2µm,脊宽5µm的SOG和SOI上的同尺寸脊型光波导端面图。在相同的光刻和干法刻蚀工艺条件下,所没得的SOG脊波导的最小损耗值为1.06dB/cm,SOI脊波导的最小损耗值为1.28dB/cm,两者在同样数量级。
表1给出了在硅芯层厚度为1µm的SOG和SOI上制作的脊高0.5µm、脊宽5µm的脊型波导的损耗值,可以看到SOG光波导的损耗值较SOI的值要小约1.7dB/cm。我们也测试了硅芯层厚度为0.5µm的SOG条型波导的损耗值,约为12dB/cm
四、小结
本文采用硅-玻璃键合和选择性腐蚀技术研制出了SOG光波导材料。所研制出的光波导材料表面质量主要取决于所用SOI材料。当所用SOI材料为基于SIMOX技术的材料时,表面RMS粗糙度为3nm左右,自相关长度为100nm左右。采用SOG材料所制作出的脊型光波导的传输损耗与相应的SOI材料上制作出的光波导相当,甚至略优。同时,这种制作SOG的方法提供了一种检测SOI材料掩埋氧化层和顶层硅质量的方法:它使得掩埋氧化层的下表面或顶层硅的内表面暴露出来,可以直接对其进行物理测量。