CN104360441A - 用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，包括如下步骤：波导下包层制作，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在硅片上生长一层SiO2，并且掺杂磷、硼离子作为波导下包层；波导芯层制作，作为波导芯层；波导下包层和波导芯层退火硬化处理，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀；光刻处理，将需要的波导图形用光刻胶保护；非波导区域处理，采用反应离子刻蚀工艺，将非波导区域刻蚀掉；波导上包层制作，惨杂硼、磷离子，作为波导上包层；波导上包层退火硬化处理，使上包层SiO2细致紧密。本发明通过上述原理，生产的二氧化硅光波导制成的光分路器内部残留应力小，双折射效应不明显，制成的光分路器机械性能和热稳定性好。

Description

用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺
技术领域
本发明涉及光分路器制作领域，具体涉及用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺。
背景技术
与同轴电缆传输系统一样，光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配，这就需要光分路器来实现。光分路器又称分光器，是光纤链路中重要的无源器件之一，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV系统中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它们组成的1×N光分路器。光分路器一般在六种材料上制作，包括铌酸锂、半导体化合物、二氧化硅、绝缘体上硅、聚合物和玻璃，如今二氧化硅波导制作的光分路器，材料内部残留应力过大，双折射效应明显，达到波导结构参数差，影响制作的光分路器的机械性能和热稳定性。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，该工艺生产的二氧化硅光波导制成的光分路器内部残留应力小，双折射效应不明显，制成的光分路器机械性能和热稳定性好。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，包括如下步骤：
A、     波导下包层制作，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在硅片上生长一层SiO2，并且掺杂磷、硼离子作为波导下包层；
B、     波导芯层制作，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在下包层上再生长一层SiO2，作为波导芯层；
C、     波导下包层和波导芯层退火硬化处理，通过退火硬化工艺，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀；
D、     光刻处理，将需要的波导图形用光刻胶保护；
E、     非波导区域处理，采用反应离子刻蚀工艺，将非波导区域刻蚀掉；
F、     波导上包层制作，去光刻胶，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在波导芯层上再覆盖一层SiO2，并惨杂硼、磷离子，作为波导上包层；
G、     波导上包层退火硬化处理，使上包层SiO2细致紧密。通过该步骤制得材料制成的光分路器机械性能和热稳定性好。
步骤B中波导芯层中惨杂锗离子。使该层获得需要的折射率。
步骤A中制作的波导下包层、步骤B中制作的波导芯层和步骤F中制作的波导上包层厚度相等。以达到尽量减少所制材料内部的残余应力，降低波导的双折射效应，从而达到利用该材料制成的光分路器机械性能和热稳定性好。
步骤C中波导下包层和波导芯层退火硬化处理后，波导下包层和波导芯层的折射率均匀。进一步减少所制材料内部的残余应力，降低波导的双折射效应，从而达到利用该材料制成的光分路器机械性能和热稳定性更好。
步骤G中波导上包层退火硬化处理后，波导上包层表面折射率均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用该方法生产的二氧化硅光波导生产的光分路器折射率均匀，内部残余应力小，双折射效应不明显，有效提高了制成光分路器的机械性能和热稳定性。
2、波导下包层、步骤B中制作的波导芯层和步骤F中制作的波导上包层厚度相等，以达到尽量减少所制材料内部的残余应力，降低波导的双折射效应，从而达到利用该材料制成的光分路器机械性能和热稳定性好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述，本发明的实施例不限于此。
实施例：
如图1所示，本发明包括用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A、          波导下包层制作，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在硅片上生长一层SiO2，并且掺杂磷、硼离子作为波导下包层；
B、          波导芯层制作，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在下包层上再生长一层SiO2，作为波导芯层；
C、          波导下包层和波导芯层退火硬化处理，通过退火硬化工艺，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀；
D、          光刻处理，将需要的波导图形用光刻胶保护；
E、          非波导区域处理，采用反应离子刻蚀工艺，将非波导区域刻蚀掉；
F、          波导上包层制作，去光刻胶，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在波导芯层上再覆盖一层SiO2，并惨杂硼、磷离子，作为波导上包层；
G、          波导上包层退火硬化处理，使上包层SiO2细致紧密。
通过该步骤制得材料制成的光分路器机械性能和热稳定性好。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上优选具体结构如下：步骤B中波导芯层中惨杂锗离子。使该层获得需要的折射率。
步骤A中制作的波导下包层、步骤B中制作的波导芯层和步骤F中制作的波导上包层厚度相等。
步骤C中波导下包层和波导芯层退火硬化处理后，波导下包层和波导芯层的折射率均匀。进一步减少所制材料内部的残余应力，降低波导的双折射效应，从而达到利用该材料制成的光分路器机械性能和热稳定性更好。
步骤G中波导上包层退火硬化处理后，波导上包层表面折射率均匀。
如上所述便可实现该发明。

Claims (5)

1.用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
波导下包层制作，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在硅片上生长一层SiO2，并且掺杂磷、硼离子作为波导下包层；
波导芯层制作，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在下包层上再生长一层SiO2，作为波导芯层；
波导下包层和波导芯层退火硬化处理，通过退火硬化工艺，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀；
光刻处理，将需要的波导图形用光刻胶保护；
非波导区域处理，采用反应离子刻蚀工艺，将非波导区域刻蚀掉；
波导上包层制作，去光刻胶，采用火焰水解法或者化学气相淀积工艺，在波导芯层上再覆盖一层SiO2，并惨杂硼、磷离子，作为波导上包层；
波导上包层退火硬化处理，使上包层SiO2细致紧密。
2.根据权利要求1所述的用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，其特征在于：步骤B中波导芯层中惨杂锗离子。
3.根据权利要求1所述的用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，其特征在于：步骤A中制作的波导下包层、步骤B中制作的波导芯层和步骤F中制作的波导上包层厚度相等。
4.根据权利要求1所述的用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，其特征在于：步骤C中波导下包层和波导芯层退火硬化处理后，波导下包层和波导芯层的折射率均匀。
5.根据权利要求1所述的用于制作光分路器的二氧化硅光波导的生产工艺，其特征在于：步骤G中波导上包层退火硬化处理后，波导上包层表面折射率均匀。
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