CN104813204B - 波导结构、波导耦合结构、及制备方法 - Google Patents

波导结构、波导耦合结构、及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供三种波导结构，包括突出式、掩埋式、和重沉积型的。三种波导结构均应用于SOI基阵列波导光栅中的阵列波导的直波导部分，突出式的所述波导结构包括呈轴对称设置的两个第一端部，所述第一端部在沿靠近对称轴方向上依次分为第一区域、第二区域和第三区域；所述波导结构包括第一硅衬底层、第二硅衬底层、第一二氧化硅层、第二二氧化硅层和第一硅波导层。还提供了波导结构相应的制备方法，及波导耦合结构。本发明提供的所述波导结构，及其耦合结构，具有小尺寸、低偏振相关性、低温度敏感性的优点，且串扰值高于25dB，满足光无源网络系统的要求，为所述阵列波导光栅的商用化提供了可行性。

Description

波导结构、波导耦合结构、及制备方法
技术领域
本发明涉及光通信器件领域，尤其涉及波导结构、波导耦合结构、及制备方法。
背景技术
随着网络产品的更新换代，网络中使用模块的尺寸和功耗都在不断变小，以满足成本不断降低、性能不断提高的需求。硅基光子器件因其超小型尺寸、低成本性等特点，近几年受到产业界的广泛关注，成为网络产品更新换代中重点考虑的方向之一。
现有技术中，硅波导的工艺误差对波导折射率有较大的影响。这种影响导致硅波导不同位置的折射率发生随机变化，从而使硅基光子器件的工作波长存在较大的随机变化或者器件通道间串扰性能恶化。另外，较大的折射率差还导致了硅波导的偏振相关性非常高，不利于实现偏振不敏感工作。硅波导还具有非常高的温度敏感度，需要适当温度范围内才能正常工作。
其中，硅基阵列波导光栅是一种非常重要的硅基光子器件，因其能同时完成大量波长的分波、多个波长统一控制、大自由光谱范围以及器件尺寸紧凑等特点，被认为是网络产品中的光分路器升级换代的重要备选方案。
然而，在材料上，硅基阵列波导光栅仍具有局限性，应用硅基阵列波导光栅的光分路器的性能还无法达到要求。具体表现为：第一，硅基阵列波导光栅的工艺误差敏感度高，串扰值小于15dB，无法满足部分网络应用的需求。例如无源光网络(Passive OpticalNetwork，简称PON)中需要串扰值在25dB以上，二两级分光的40G-PON中需要串扰值达到35dB以上。第二，硅基阵列波导光栅的温度敏感性高，且没有成熟的无热方案，故需半导体制冷器(简称TEC)进行温控，这也增加了功耗。第三，由于硅波导折射率差大，偏振相关性非常大。超高的偏振相关性使得硅基阵列波导光栅几乎无法实现光分路所必须的偏振不敏感工作，而需要采用偏振分集的方式，将两个偏振的光用两个器件来分别处理。但是偏振分集的方式无疑增加了器件的体积，不利于器件小型化。综合上述不良因素，迫切需要提高硅基阵列波导光栅的性能。
根据理论研究的结果，阵列波导光栅的串扰主要受制于阵列波导因工艺误差引起的随机相位误差。产生这种随机相位误差的起因主要分为两类，一类由阵列波导材料不均匀引起，另一类由阵列波导折射率的随机变化引起。通常由阵列波导折射率的随机变化引起的随机相位误差占主导。因此研究人员多通过改变阵列波导的结构来优化阵列波导光栅的串扰。目前有两种方法可以提高硅基阵列波导光栅的串扰值，分别是增加阵列波导的宽度以及采用折射率差较小的脊形波导作为阵列波导。然而即使采用这些优化方法，阵列波导光栅的串扰值仍然无法满足系统需求。具体的对比实施例如下。
对比实施例1：Duk-Jun Kim等人在2008年PTL(Photonics Technology Letters)上发表的一篇名为《Crosstalk reduction in a shallow-etched silicon nanowireAWG》的论文中，提出了一种使用脊型硅波导作为阵列波导光栅的阵列波导的方案。在该方案中，采用在248nm深紫外光刻的条件，该阵列波导光栅可实现18dB的串扰。但此方案无法工作在横磁波(简称TM)模式下，因此不适合于光分路器的设计要求。
对比实施例2：Wim Bogaerts等人在2006年的JSTQE(Journal of SelectedTopics in Quantum Electronics)上发表的一篇名为《Compact wavelength-selectivefunctions in silicon-on-insulator photonic wires》的论文中，提出了使用展宽的硅波导作为阵列波导光栅的阵列波导的方案。在方案中，采用在248nm深紫外光刻的条件，该阵列波导光栅可实现18～20dB的串扰。但是此方案串扰值无法满足光分路器的设计要求。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供低偏振相关性、低温度敏感性、串扰值满足要求的波导结构。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
第一方面，提供了一种波导结构，所述波导结构应用于基于绝缘体上的硅基阵列波导光栅中的阵列波导的直波导部分，所述波导结构包括呈轴对称设置的两个第一端部，所述第一端部在沿靠近对称轴方向上依次分为第一区域、第二区域和第三区域；所述波导结构包括第一硅衬底层、第二硅衬底层、第一二氧化硅层、第二二氧化硅层和第一硅波导层；
在所述第一区域中，所述第一硅衬底层、所述第二硅衬底层、所述第一二氧化硅层、所述第二二氧化硅层和所述第一硅波导层依次层叠覆盖，所述第一硅波导层的宽度为定值，光信号在所述第一硅波导层内传输；
在所述第二区域中，所述第二硅衬底层刻蚀为第一空气层；所述第一硅衬底层、所述第一空气层、所述第一二氧化硅层、所述第二二氧化硅层和所述第一硅波导层依次层叠覆盖，所述第一硅波导层的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，所述光信号由所述第一硅波导层逐渐向由所述第一二氧化硅层和所述第二二氧化硅层组成的第一脊型二氧化硅波导层中传输；
在所述第三区域中，所述第二硅衬底层刻蚀为所述第一空气层；所述第一硅衬底层、所述第一空气层、所述第一二氧化硅层和所述第二二氧化硅层依次层叠覆盖，所述第一硅波导层的宽度为0，所述光信号在由所述第一二氧化硅层和第二二氧化硅层组成的所述第一脊型二氧化硅波导层中传输。
在第一种可能的实现方式中，所述第一二氧化硅层包括多个平行间隔阵列排布的第一二氧化硅层单元，相邻所述第一二氧化硅层单元之间开设均匀第一沟槽；所述第二二氧化硅层包括多个第二二氧化硅层单元，且所述第二二氧化硅层单元对应覆盖于所述第一二氧化硅层单元的表面，所述第一二氧化硅层单元与所述第二二氧化硅层单元构成所述第一脊型二氧化硅波导层；所述第一硅波导层包括多个第一硅波导层单元，且所述第一硅波导层单元对应覆盖于所述第二二氧化硅层单元的表面。
相应的，还提供了制备所述波导结构的制备方法，包括步骤如下：
提供一第一基于绝缘体上的硅晶圆；
在所述第一基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第一硅波导层；
在所述第一基于绝缘体上的硅晶圆表面制备由所述第一二氧化硅层和所述第二二氧化硅层构成的所述第一脊型二氧化硅波导层；
在所述第一基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第一沟槽，形成所述第一二氧化硅层单元；
将所述第二硅衬底层形成所述第一空气层，制备得到所述波导结构。
第二方面，提供了一种波导结构，所述波导结构应用于基于绝缘体上的硅基阵列波导光栅中的阵列波导的直波导部分，所述波导结构包括呈轴对称设置的两个第一端部，所述第一端部在沿靠近所述对称轴面方向上分为第一区域、第二区域和第三区域；所述波导结构包括依次层叠的第三硅衬底层、第三二氧化硅层、第二硅波导层、第一波导层和第二波导层；所述第二硅波导层的覆盖面积小于所述第三二氧化硅层覆盖面积，所述第二硅波导层部分掩埋于所述第一波导层内，所述第一波导层的覆盖面积大于所述第二波导层的覆盖面积，所述第一波导层和第二波导层的折射率均介于所述第二硅波导层和所述第三二氧化硅层的折射率之间；
在所述第一区域中，所述第三硅衬底层、所述第三二氧化硅层和所述第二硅波导层依次层叠覆盖，所述第二硅波导层的宽度恒定，所述光信号在所述第二硅波导层内传输；
在所述第二区域中，所述第三硅衬底层、所述第三二氧化硅层、所述第二硅波导层、所述第一波导层和所述第二波导层依次层叠覆盖，所述第二硅波导层的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，所述光信号在所述第二硅波导层逐渐向由所述第一波导层和所述第二波导层组成的脊形波导层中传输；
在所述第三区域中，所述第三硅衬底层、所述第三二氧化硅层、所述第一波导层和所述第二波导层依次层叠覆盖，所述第二硅波导层的宽度减小为0，所述光信号在由所述第一波导层和所述第二波导层组成的所述脊形波导层中传输。
在第一种可能的实现方式中，所述第一波导层包括多个平行间隔阵列排布的第一波导层单元，所述第二波导层包括多个第二波导层单元，且所述第二波导层单元对应覆盖于所述第一波导层单元的表面，所述第一波导层单元与所述第二波导层单元构成所述脊型波导层；所述第二硅波导层包括多个第二硅波导层单元，所述第二硅波导层单元对应掩埋于所述第一波导层单元内。
在第二种可能的实现方式中，所述第一波导层和所述第二波导层的材质相同，均为氮化硅或聚甲基丙稀酸甲酯。
相应的，提供了制备所述波导结构的制备方法，包括步骤如下：
提供一第二基于绝缘体上的硅晶圆；
在所述第二基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第二硅波导层；
在所述第二基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第一波导层和所述第二波导层；
制备由所述第一波导层和所述第二波导层构成的所述脊型波导层。
第三方面，提供了一种波导耦合结构，用于硅波导与激光源耦合的模斑转换器中，所述波导耦合结构在沿靠近所述激光源的方向上，分为第一区域，第二区域和第三区域；所述波导耦合结构包括第四硅衬底层、第五硅衬底层、第四二氧化硅层、第五二氧化硅层和第三硅波导层；
在所述第一区域中，所述第四硅衬底层、第五硅衬底层、第四二氧化硅层、第五二氧化硅层和第三硅波导层依次层叠覆盖，所述第三硅波导层的宽度恒定，所述光信号在所述第三硅波导层内传输；
在所述第二区域中，所述第五硅衬底层刻蚀为第二空气层；所述第四硅衬底层、所述第二空气层、所述第四二氧化硅层、所述第五二氧化硅层和所述第三硅波导层依次层叠覆盖，所述第三硅波导层的宽度在靠近所述激光源的方向上逐渐减小，所述光信号由所述第三硅波导层逐渐向由所述第四二氧化硅层和第五二氧化硅层组成的第二脊型二氧化硅波导层中传输；
在所述第三区域中，所述第四硅衬底层、所述第二空气层、所述第四二氧化硅层和所述第五二氧化硅层依次层叠覆盖，所述第三硅波导层的宽度减小为0，所述光信号在由所述第四二氧化硅层和第五二氧化硅层组成的所述第二脊型二氧化硅波导层中传输；
所述第三区域用于与所述激光器耦合。
相应的，提供了制备所述波导耦合结构的制备方法，包括步骤如下：
提供一第三基于绝缘体上的硅晶圆；
在所述第三基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第三硅波导层；
在所述第三基于绝缘体上的硅晶圆表面制备由所述第四二氧化硅层和所述第五二氧化硅层构成的所述第二脊型二氧化硅波导层；
将所述第五硅衬底层形成所述第二空气层，制备得到所述波导耦合结构。
第四方面，提供了一种波导结构，所述波导结构应用于基于绝缘体上的硅基阵列波导光栅中的阵列波导的直波导部分，所述波导结构包括呈轴对称设置的两个第一端部，所述第一端部在沿靠近对称轴方向上依次分为第一区域、第二区域和第三区域；所述波导结构包括第六硅衬底层、第七硅衬底层、第六二氧化硅层、第四硅波导层、掺杂二氧化硅层、第七二氧化硅层；
在所述第一区域中，所述第六硅衬底层、所述第七硅衬底层、所述第六二氧化硅层和所述第四硅波导层依次层叠，所述第四硅波导层的宽度为定值，且所述第四硅波导层的宽度小于所述第七硅衬底层的宽度，光信号在所述第四硅波导层内传输；
在所述第二区域中，所述第六硅衬底层、所述第七硅衬底层、所述第六二氧化硅层和所述第四硅波导层依次层叠覆盖，所述第四硅波导层的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小；
在所述第三区域中，所述第七硅衬底层、所述第六二氧化硅层刻蚀为第三空气层，且所述第四硅波导层的宽度为0；
所述第七二氧化硅层覆盖于所述第一区域的所述第四硅波导层和所述第六二氧化硅层的表面，且覆盖于所述第二区域的所述第四硅波导层和所述第六二氧化硅层的表面，还填充于所述第三区域的所述第三空气层处，所述第三区域的所述第七二氧化硅层的厚度小于或等于所述第七硅衬底层的厚度；
所述掺杂二氧化硅层覆盖于所述第三区域的所述第七二氧化硅层的表面，且所述掺杂二氧化硅层的覆盖面积小于所述第七二氧化硅层的覆盖面积，所述掺杂二氧化硅层与所述第四硅波导层相对应；
在所述第二区域中，所述光信号由所述第四硅波导层逐渐向由所述第六二氧化硅层和所述第七二氧化硅层组成的二氧化硅波导层中传输；在所述第三区域中，所述光信号在所述掺杂二氧化硅层中传输。
在第一种可能的实现方式中，所述掺杂二氧化硅层包括多个平行间隔阵列排布的掺杂二氧化硅层单元，相邻所述掺杂二氧化硅层单元之间开设第二沟槽。
结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述波导结构还包括第八二氧化硅层，所述第八二氧化硅层覆盖于所述第一区域和所述第二区域的所述第七二氧化硅层上，且所述第八二氧化硅层覆盖于所述第三区域的所述第二沟槽内。
相应的，提供了上述波导结构的制备方法，包括步骤如下：
提供一第四基于绝缘体上的硅晶圆；
在所述第四基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第四硅波导层；
在所述第三区域表面制备所述第七硅衬底层和所述第六二氧化硅层，形成槽状空气层；
在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域，制备所述第七二氧化硅层；
在所述第三区域表面制备掺杂二氧化硅层。
在第一种可能的实现方式中，在所述通过沉积法，在所述第三区域表面制备掺杂二氧化硅层，的步骤后，还包括步骤：在所述掺杂二氧化硅层表面制备所述第二沟槽。
结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在所述掺杂二氧化硅层表面刻蚀形成所述第二沟槽，的步骤后，还包括步骤：制备所述第八二氧化硅层。
综上，本发明提供的所述波导结构，及其耦合结构，具有小尺寸、低偏振相关性、低温度敏感性的优点，且串扰值高于25dB，满足光无源网络系统的要求，为所述阵列波导光栅的商用化提供了可行性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的阵列波导光栅的结构示意图；
图2是基于图1所示的II部的局部放大示意图；
图3和图7是本发明实施例1的波导结构的示意图；
图4是基于图3所示的第一区域的剖面图；
图5是基于图3所示的第二区域的剖面图；
图6是基于图3所示的第三区域的剖面图；
图8和图12是本发明实施例2的波导结构的示意图；
图9是基于图8所示的第一区域的剖面图；
图10是基于图8所示的第二区域的剖面图；
图11是基于图8所示的第三区域的剖面图；
图13是本发明实施例3的波导耦合结构的示意图；
图14是本发明实施例4的波导结构的部分剖面图；
图15是在图14表面上覆盖的第七二氧化硅层的结构示意图；
图16是在图15表面上覆盖的第八二氧化硅层的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明提供的阵列波导光栅与普通阵列波导光栅结构大致相同，包括输入波导IW、输入平板波导区FPR1、阵列波导AW、输出平板波导区FPR2和输出波导OW。不同之处在于所述阵列波导AW。参见图2，为其中所述阵列波导AW的放大示意图。
本发明通过利用基于绝缘体上的硅(silicon on insulator，简称SOI)晶圆里的二氧化硅来作为所述阵列波导AW中的直波导部分，所述直波导部分产生的相位差是决定阵列波导光栅的工作波长的主要因素。以下为具体实施例。
实施例1：
参见图3，为本发明提供的波导结构100的示意图，所述波导结构是突出式的，所述波导结构应用于SOI基阵列波导光栅中的阵列波导AW的直波导部分，所述波导结构100采用SOI晶圆里的二氧化硅作为下包层。
所述波导结构100包括呈轴对称设置的两个第一端部100a。所述第一端部100a在沿靠近对称轴方向上依次分为第一区域A、第二区域B和第三区域C。所述波导结构100包括第一硅衬底层10、第二硅衬底层20、第一二氧化硅层30、第二二氧化硅层40和第一硅波导层50。
综合参见图3和图4，在所述第一区域A中，所述第一硅衬底层10、所述第二硅衬底层20、所述第一二氧化硅层30、所述第二二氧化硅层40和所述第一硅波导层50依次层叠覆盖。所述第一硅波导层50裸露于空气中，所述第一硅波导层50的宽度为定值，所述第一波导层50的折射率大于空气和所述第二二氧化硅层40的折射率，所述第一硅波导层50的折射率相对最大，因而，光信号输入到所述第一区域A的所述第一硅波导层50时，所述光信号仅在所述第一硅波导层50内传输。
综合参见图3和图5，在所述第二区域B中，所述第二硅衬底层20刻蚀为第一空气层21；所述第一硅衬底层10、所述第一空气层21、所述第一二氧化硅层30、所述第二二氧化硅层40和所述第一硅波导层50依次层叠覆盖。而且，所述第一硅波导层50的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，致使所述第一硅波导层50逐渐不再具有限制光束传输的能力。因而，当所述光信号输入到所述第二区域B的所述第一硅波导层50时，所述光信号从所述第一硅波导层50逐渐向由所述第一二氧化硅层30和所述第二二氧化硅层40组成的第一脊型二氧化硅波导层中传输。本实施例中，所述第一硅波导层50的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，利于实现所述第一硅波导层50由所述第一区域A经所述第二区域B到所述第三区域C的缓慢变化，从而减小由于所述光信号的传播模式转变而产生的损耗。
综合参见图3和图6，在所述第三区域C中，所述第二硅衬底层20刻蚀为所述第一空气层21；所述第一硅衬底层10、所述第一空气层21、所述第一二氧化硅层30和所述第二二氧化硅层40依次层叠覆盖。所述第一硅波导层50的宽度为0，所述光信号在由所述第一二氧化硅层30和第二二氧化硅层40组成的所述第一脊型二氧化硅波导层中传输。
在所述第二区域B和所述第三区域C中，所述第一空气层21用于作为所述第一脊型二氧化硅波导层的下包层，无需采用其他材质填充所述第一空气层21，简化了制备工艺过程。而所述第一脊型二氧化硅波导层的结构，可以减弱对光场的限制，从而工艺误差引起的随机相位变化，提高器件的串扰值。另外，由于所述第一脊型二氧化硅波导层具有低温度系数和低偏振相关性的特点，因而所述波导结构100也具有该特点。
由于所述波导结构100中，光的传输是可逆的。因而，两个所述第一端部100a中的光传输原理也是相同的。
因而，本发明实施例1提供的所述波导结构100中，当光信号从第一区域A输入时，所述光信号在第一区域A的所述第一硅波导层50内传输。所述光信号进入所述第二区域B时，所述光信号从所述第一硅波导层50逐渐向由所述第一二氧化硅层30和所述第二二氧化硅层40组成的第一脊型二氧化硅波导层中传输。所述光信号进入所述第三区域C时，所述光信号完全在所述第一脊型二氧化硅波导层中传输。进而传输到另一个第一端部100a中，从而输出所述光信号。
参见图7，另外，为了增加所述阵列波导AW的信道个数，本实施方式中，采用的所述第一二氧化硅层30包括多个平行间隔阵列排布的第一二氧化硅层单元30a，相邻所述第一二氧化硅层单元30a之间开设均匀第一沟槽31。所述第二二氧化硅层40包括多个第二二氧化硅层单元40a，且所述第二二氧化硅层单元40a对应覆盖于所述第一二氧化硅层单元30a的表面，所述第一二氧化硅层单元30a与所述第二二氧化硅层单元40a构成所述第一脊型二氧化硅波导层。所述第一硅波导层50包括多个第一硅波导层单元50a，且所述第一硅波导层单元50a对应覆盖于所述第二二氧化硅层单元40a的表面。
在其他实施方式中，所述第一二氧化硅层30可仅含有一个第一二氧化硅层单元30a。相应的，所述第二二氧化硅层40仅为一个所述第二二氧化硅层单元40a，所述第一硅波导层50仅为一个所述第一硅波导层单元50a。
另外，本发明还提供了用于制备所述波导结构100的制备方法，包括步骤如下：
S11：提供一第一SOI晶圆。所述第一SOI晶圆为普通SOI晶圆，结构为两硅层之间设二氧化硅层。
S12：通过干法刻蚀，在所述第一SOI晶圆表面制备所述第一硅波导层50。在其他实施方式中，还可通过其他方法，刻蚀制备所述第一硅波导层50，例如采用湿法刻蚀。以下步骤中的干法刻蚀，也可采用湿法刻蚀替代。
S13：通过干法刻蚀，在所述第一SOI晶圆表面制备由所述第一二氧化硅层30和所述第二二氧化硅层40构成的所述第一脊型二氧化硅波导层。
S14：通过干法刻蚀，在所述第一SOI晶圆表面制备所述第一沟槽31，形成所述第一二氧化硅层单元30a。
S15：将所述第二硅衬底层20通过湿法刻蚀形成所述第一空气层21，制备得到所述波导结构100。
实施例2：
参见图8，为本发明提供的波导结构200的结构示意图，所述波导结构200是掩埋式的，所述波导结构200应用于SOI基阵列波导光栅中的阵列波导AW的直波导部分。所述波导结构200采用在硅光表面增加低折射率波导层的结构。
所述波导结构200包括呈轴对称设置的两个第一端部200a。所述第一端部200a在沿靠近所述对称轴方向上分为第一区域D、第二区域E和第三区域F。所述波导结构200包括依次层叠的第三硅衬底层110、第三二氧化硅层120、第二硅波导层130、第一波导层140和第二波导层150。所述第二硅波导层130的覆盖面积小于所述第三二氧化硅层120覆盖面积，所述第二硅波导层130部分掩埋于所述第一波导层140内。所述第一波导层140的覆盖面积大于所述第二波导层150的覆盖面积，所述第一波导层140和第二波导层150的折射率均介于所述第二硅波导层130和所述第三二氧化硅层120的折射率之间。
参见图8和图9，在所述第一区域D中，所述第三硅衬底层110、所述第三二氧化硅层120和所述第二硅波导层130依次层叠覆盖。所述第二硅波导层130裸露于空气中，所述第二硅波导层130的宽度恒定，且折射率相对较大，因而所述光信号在所述第二硅波导层130内传输。
参见图8和图10，在所述第二区域E中，所述第三硅衬底层110、所述第三二氧化硅层120、所述第二硅波导层130、所述第一波导层140和所述第二波导层150依次层叠覆盖。所述第二硅波导层130的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，致使所述第二硅波导层130逐渐不再具有限制光束传输的能力，因而所述光信号在所述第二硅波导层130逐渐向由所述第一波导层140和所述第二波导层150组成的脊形波导层中传输。本实施例中，所述第二硅波导层130的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，利于实现所述第二硅波导层130由所述第一区域D经所述第二区域E到所述第三区域F的缓慢变化，从而减小由于所述光信号的传播模式转变而产生的损耗。
参见图8和图11，在所述第三区域F中，所述第三硅衬底层110、所述第三二氧化硅层120、所述第一波导层140和所述第二波导层150依次层叠覆盖。所述第二硅波导层130的宽度减小为0，所述光信号在由所述第一波导层140和所述第二波导层150组成的所述脊形波导层中传输。
由于所述波导结构200中，光的传输是可逆的。因而，两个所述第一端部200a中的光传输原理也是相同的。
本发明实施例2的所述波导结构200中的光传输原理，与实施例1中的所述波导结构100的光传输原理大致相同。在所述第二区域E和所述第三区域F中，而所述脊型波导层的结构，可以减弱对光场的限制，从而工艺误差引起的随机相位变化，提高器件的串扰值。另外，由于所述脊型波导层具有低温度系数和低偏振相关性的特点，因而所述波导结构200也具有该特点。
另外，参见图12，为了增加所述阵列波导AW的信道个数，本实施方式中，所述第一波导层140包括多个平行间隔阵列排布的第一波导层单元140a，所述第二波导层150包括多个第二波导层单元150a，且所述第二波导层单元150a对应覆盖于所述第一波导层单元140a的表面，所述第一波导层单元140a与所述第二波导层单元150a构成所述脊型波导层。所述第二硅波导层130包括多个第二硅波导层单元130a，所述第二硅波导层单元130a对应掩埋于所述第一波导层单元140a内。
在其他实施方式中，所述第一波导层140可仅只有个所述第一波导层单元140a，相应的，所述第二波导层150也可仅有一个所述第二波导层单元150a，所述第二硅波导层130仅只有一个所述第二硅波导层单元130a。
所述第一波导层140和第二波导层150为同种材料，且折射率介于所述第二硅波导层130和所述第三二氧化硅层120的折射率之间，以利于所述光信号在所述第二硅波导层130中传输。在本实施方式中，所述第一波导层140和所述第二波导层150的材质相同，均为氮化硅。在其他实施方式中，所述第一波导层140和所述第二波导层150的材质可均为聚甲基丙稀酸甲酯。
另外，本发明还提供了用于制备所述波导结构200的制备方法，包括步骤如下：
S21：提供一第二SOI晶圆。所述第二SOI晶圆与普通SOI晶圆结构相同，即为两硅层之间设二氧化硅层。
S22：通过干法刻蚀，在所述第二SOI晶圆表面制备所述第二硅波导层130。该干法刻蚀也可采用湿法刻蚀替代。以下步骤也如此，在此不再赘述。
S23：通过沉积法，在所述第二SOI晶圆表面制备所述第一波导层140和所述第二波导层150。
S24：通过干法刻蚀，制备由所述第一波导层140和所述第二波导层150构成的所述脊型波导层。
实施例3
参见图13，本发明还公开了应用实施例1所提供的波导耦合结构300，所述波导耦合结构用于硅波导与激光源耦合的模斑转换器中。本实施例中的所述波导耦合结构300的结构，与实施例1中的波导结构100的结构大致相同，其不同之处在于，所述波导耦合结构300仅为所述波导结构100的一半结构。并且，在所述第三区域I与所述激光源耦合。
所述波导耦合结构300在沿靠近所述激光源的方向上，分为第一区域G，第二区域H和第三区域I。所述波导耦合结构300包括第四硅衬底层310、第五硅衬底层320、第四二氧化硅层330、第五二氧化硅层340和第三硅波导层350。
在所述第一区域G中，所述第四硅衬底层310、第五硅衬底层320、第四二氧化硅层330、第五二氧化硅层340和第三硅波导层350依次层叠覆盖，所述第三硅波导层350的宽度恒定，所述光信号在所述第三硅波导层350内传输。
在所述第二区域H中，所述第五硅衬底层320刻蚀为第二空气层321；所述第四硅衬底层310、所述第二空气层321、所述第四二氧化硅层330、所述第五二氧化硅层340和所述第三硅波导层350依次层叠覆盖，所述第三硅波导层350的宽度在靠近所述激光源的方向上逐渐减小，所述光信号由所述第三硅波导层350逐渐向由所述第四二氧化硅层330和第五二氧化硅层340组成的第二脊型二氧化硅波导层中传输。
在所述第三区域I中，所述第四硅衬底层310、所述第二空气层321、所述第四二氧化硅层330和所述第五二氧化硅层340依次层叠覆盖，所述第三硅波导层350的宽度减小为0，所述光信号在由所述第四二氧化硅层330和第五二氧化硅层340组成的所述第二脊型二氧化硅波导层中传输。所述第三区域I用于与所述激光器耦合。所述第三区域I用于与所述激光源耦合。
本发明还提供了所述波导耦合结构300的制备方法，包括步骤如下：
S31:提供一第三SOI晶圆。
S32:通过干法刻蚀，在所述第三SOI晶圆表面制备所述第三硅波导层350。在其他实施方式中，可采用湿法刻蚀替代干法刻蚀，以制备所述第三硅波导层350。以下步骤的干法刻蚀也可采用湿法刻蚀替代，在此不再赘述。
S33:通过干法刻蚀，在所述第三SOI晶圆表面制备由所述第四二氧化硅层330和所述第五二氧化硅层340构成的所述第二脊型二氧化硅波导层。
S34:将所述第五硅衬底层320通过湿法刻蚀形成所述第二空气层321，制备得到所述波导耦合结构300。
本发明实施例3提供的所述波导耦合结构300中，光信号的传输原理与实施例1中的波导结构100的光信号传输原理大致相同。本发明提供的所述波导耦合结构300，在与所述激光源耦合时，耦合损耗可控制在0.5dB，损耗较小，可为无光放工作奠定基础。
实施例4
参见图14，为本发明提供的波导结构400的结构示意图。所述波导结构400是重沉积型的，所述波导结构400应用于SOI基阵列波导光栅中的阵列波导AW的直波导部分。
所述波导结构400包括呈轴对称设置的两个第一端部400a，所述第一端部400a在沿靠近对称轴方向上依次分为第一区域(图中未标示)、第二区域(图中未标示)和第三区域(图中未标示)；所述波导结构400包括第六硅衬底层410、第七硅衬底层420、第六二氧化硅层430、第四硅波导层440、掺杂二氧化硅层450、第七二氧化硅层460。
在所述第一区域中，所述第六硅衬底层410、所述第七硅衬底层420、所述第六二氧化硅层430和所述第四硅波导层440依次层叠，所述第四硅波导层440的宽度为定值，且所述第四硅波导层440的宽度小于所述第七硅衬底层420的宽度，光信号在所述第四硅波导层440内传输。
在所述第二区域中，所述第六硅衬底层410、所述第七硅衬底层420、所述第六二氧化硅层430和所述第四硅波导层440依次层叠覆盖，所述第四硅波导层440的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小。本实施例中，所述第四硅波导层440的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，利于实现所述第四硅波导层440由所述第一区域经所述第二区域到所述第三区域的缓慢变化，从而减小由于所述光信号的传播模式转变而产生的损耗。
在所述第三区域中，所述第七硅衬底层420和所述第六二氧化硅层430刻蚀为第三空气层，且所述第四硅波导层440的宽度为0。
参见图15，所述第七二氧化硅层460覆盖于所述第一区域的所述第四硅波导层440和所述第六二氧化硅层430的表面，且覆盖于所述第二区域的所述第四硅波导层440和所述第六二氧化硅层430的表面，还填充于所述第三区域的所述第三空气层处，所述第三区域的所述第七二氧化硅层460的厚度小于或等于所述第七硅衬底层420的厚度。所述第七二氧化硅层460主要用于填充所述第三空气层。
所述掺杂二氧化硅层450覆盖于所述第三区域的所述第七二氧化硅层460的表面，且所述掺杂二氧化硅层450的覆盖面积小于所述第七二氧化硅层460的覆盖面积。所述掺杂二氧化硅层450与所述第四硅波导层440相对应，以利于光信号在所述掺杂二氧化硅层450和所述第四硅波导层440相传输。
在所述第二区域中，所述光信号由所述第四硅波导层440逐渐向由所述第六二氧化硅层430和所述第七二氧化硅层460组成的二氧化硅波导层中传输；在所述第三区域中，所述光信号在所述掺杂二氧化硅层450中传输。
采用本实施例的掺杂二氧化硅层450的结构，减弱了对光场的限制，减小了工艺误差引起的随机相位变化，提高器件的串扰值。另外，由于所述掺杂二氧化硅层450具有低温度系数和低偏振相关性的特点，因而所述波导结构400也具有该特点。
其中，所述掺杂二氧化硅层450包括多个平行间隔阵列排布的掺杂二氧化硅层单元450a，相邻所述掺杂二氧化硅层单元450a之间开设第二沟槽451。所述第二沟槽451用于形成所述掺杂二氧化硅层450的芯层结构。
另外，参见图16，所述波导结构400还包括第八二氧化硅层470，所述第八二氧化硅层470覆盖于所述第一区域和所述第二区域的所述第七二氧化硅层460上，且所述第八二氧化硅层470覆盖于所述第三区域的所述第二沟槽内。所述第八二氧化硅层470用于减小所述掺杂二氧化硅层450对光场的限制。
本发明还提供了用于制备波导结构400的制备方法，包括步骤如下：
S41：提供一第四SOI晶圆；
S42：通过干法刻蚀，在所述第四SOI晶圆表面制备所述第四硅波导层440。在其他实施方式中，湿法刻蚀可替代干法刻蚀，制备所述第四硅波导层440。以下步骤中的干法刻蚀也可采用其他方法替代，在此不再赘述。
S43：通过干法刻蚀，在所述第三区域表面刻蚀所述第七硅衬底层420和所述第六二氧化硅层430，形成槽状所述第三空气层。
S44：通过沉积法，在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域，制备所述第七二氧化硅层460。
S45：通过沉积法，在所述第三区域表面制备掺杂二氧化硅层450。
S46：在所述掺杂二氧化硅层450表面刻蚀形成所述第二沟槽451，以形成所述掺杂二氧化硅层450的芯层结构。
S47：采用沉积法，制备所述第八二氧化硅层470，以减小所述掺杂二氧化硅层450对光场的限制。
本发明实施例4提供的所述波导结构400的光信号传输原理与实施例1的所述波导结构100的光信号传输原理大致相同，在此不再赘述。
以下结合数据，详细说明本发明提供的实施例的有益效果。
理论上讲，使用弱光场限制波导代替硅波导作为阵列波导AW中的直波导部分，减弱了由工艺误差引起的波导尺寸变化等原因而产生的波导等效折射率变化，从而减弱了光场在不同阵列波导AW传播时所经历的随机相位变化。而光场在不同阵列波导AW传播时所经历的随机相位变化正是导致实际器件无法达到理论设计串扰值的首要因素。因此，通过波导的特殊结构设计减弱了这一随机相位变化，理论上可提高器件串扰值。
实际上，现有的估计串扰值的经验公式(1)
在公式(1)中δnc代表通道平均等效折射率Δnc(path-averaged effectiveindex)的波动，Lctr代表阵列波导AW长度的平均值。工艺误差引起的波导宽度和厚度的随机变化都会引起波导等效折射率的变化。计算时认为波导宽度随机变化的方差是1nm，通过数值模拟估计出对应的δnc变化，利用公式(1)计算出理论的阵列波导光栅的串扰值。
表一不同类型波导组成的阵列波导光栅串扰估计
参见表一。计算波长选取为1550nm。对比实施例1和对比实施例2的硅基阵列波导光栅中，理论值和实验值都无法达到25dB串扰的要求。普通二氧化硅基阵列波导光栅由于其工艺误差引起的δnc非常小，虽然其尺寸比较大，仍然可以达大于25dB以上的串扰值。而采用本发明实施例1的波导结构100的阵列波导光栅中，其理论计算的串扰值达到了56dB，完全满足25dB以上的串扰指标要求，为实现更高的串扰值提供了一种解决方案。
综上，本发明提供的波导结构，及其耦合结构，能够兼顾硅光材料和二氧化硅、氮化硅材料器件的优点。具有以下特点：
1.所述波导结构应用于阵列波导光栅中的阵列波导AW的值波导部分，而保留了所述阵列波导AW的弯曲波导部分，所述弯曲波导部分利于减小器件的尺寸。本发明的所述阵列波导光栅的尺寸为mm2的量级，继承了硅光材料的小尺寸、可集成调制器和探测器的优点，满足了器件小型化的需求。
2.继承了SiO2、SiN波导材料的低偏振相关性、低温度敏感性的优点，降低了所述阵列波导光栅的温度敏感性和偏振敏感性，无需采用TEC温控设备，降低了功耗。
3.串扰值高于25dB，满足系统的要求，为所述阵列波导光栅的商用化提供了可行性。
4.实现了与所述激光源的耦合损耗值为0.5dB，为无光放工作奠定基础。
5.可工作在横磁波模式下，适合于光波分路器的设计要求。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种波导结构，所述波导结构应用于基于绝缘体上的硅基阵列波导光栅中的阵列波导的直波导部分，其特征在于，所述波导结构包括呈轴对称设置的两个第一端部，所述第一端部在沿靠近对称轴方向上依次分为第一区域、第二区域和第三区域；所述波导结构包括第一硅衬底层、第二硅衬底层、第一二氧化硅层、第二二氧化硅层和第一硅波导层；
在所述第一区域中，所述第一硅衬底层、所述第二硅衬底层、所述第一二氧化硅层、所述第二二氧化硅层和所述第一硅波导层依次层叠覆盖，所述第一硅波导层的宽度为定值，光信号在所述第一硅波导层内传输；
在所述第二区域中，所述第二硅衬底层刻蚀为第一空气层；所述第一硅衬底层、所述第一空气层、所述第一二氧化硅层、所述第二二氧化硅层和所述第一硅波导层依次层叠覆盖，所述第一硅波导层的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，所述光信号由所述第一硅波导层逐渐向由所述第一二氧化硅层和所述第二二氧化硅层组成的第一脊型二氧化硅波导层中传输；
在所述第三区域中，所述第二硅衬底层刻蚀为所述第一空气层；所述第一硅衬底层、所述第一空气层、所述第一二氧化硅层和所述第二二氧化硅层依次层叠覆盖，所述第一硅波导层的宽度为0，所述光信号在由所述第一二氧化硅层和第二二氧化硅层组成的所述第一脊型二氧化硅波导层中传输。
2.如权利要求1所述的波导结构，其特征在于，所述第一二氧化硅层包括多个平行间隔阵列排布的第一二氧化硅层单元，相邻所述第一二氧化硅层单元之间开设均匀第一沟槽；所述第二二氧化硅层包括多个第二二氧化硅层单元，且所述第二二氧化硅层单元对应覆盖于所述第一二氧化硅层单元的表面，所述第一二氧化硅层单元与所述第二二氧化硅层单元构成所述第一脊型二氧化硅波导层；所述第一硅波导层包括多个第一硅波导层单元，且所述第一硅波导层单元对应覆盖于所述第二二氧化硅层单元的表面。
3.一种用于制备如权利要求1～2任一项所述的波导结构的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
提供一第一基于绝缘体上的硅晶圆；
在所述第一基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第一硅波导层；
在所述第一基于绝缘体上的硅晶圆表面制备由所述第一二氧化硅层和所述第二二氧化硅层构成的所述第一脊型二氧化硅波导层；
在所述第一基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第一沟槽，形成所述第一二氧化硅层单元；
将所述第二硅衬底层形成所述第一空气层，制备得到所述波导结构。
4.一种波导结构，所述波导结构应用于基于绝缘体上的硅基阵列波导光栅中的阵列波导的直波导部分，其特征在于，所述波导结构包括呈轴对称设置的两个第一端部，所述第一端部在沿靠近所述对称轴面方向上分为第一区域、第二区域和第三区域；所述波导结构包括依次层叠的第三硅衬底层、第三二氧化硅层、第二硅波导层、第一波导层和第二波导层；所述第二硅波导层的覆盖面积小于所述第三二氧化硅层覆盖面积，所述第二硅波导层部分掩埋于所述第一波导层内，所述第一波导层的覆盖面积大于所述第二波导层的覆盖面积，所述第一波导层和第二波导层的折射率均介于所述第二硅波导层和所述第三二氧化硅层的折射率之间；
在所述第一区域中，所述第三硅衬底层、所述第三二氧化硅层和所述第二硅波导层依次层叠覆盖，所述第二硅波导层的宽度恒定，所述光信号在所述第二硅波导层内传输；
在所述第二区域中，所述第三硅衬底层、所述第三二氧化硅层、所述第二硅波导层、所述第一波导层和所述第二波导层依次层叠覆盖，所述第二硅波导层的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小，所述光信号在所述第二硅波导层逐渐向由所述第一波导层和所述第二波导层组成的脊形波导层中传输；
在所述第三区域中，所述第三硅衬底层、所述第三二氧化硅层、所述第一波导层和所述第二波导层依次层叠覆盖，所述第二硅波导层的宽度减小为0，所述光信号在由所述第一波导层和所述第二波导层组成的所述脊形波导层中传输。
5.如权利要求4所述的波导结构，其特征在于，所述第一波导层包括多个平行间隔阵列排布的第一波导层单元，所述第二波导层包括多个第二波导层单 元，且所述第二波导层单元对应覆盖于所述第一波导层单元的表面，所述第一波导层单元与所述第二波导层单元构成所述脊型波导层；所述第二硅波导层包括多个第二硅波导层单元，所述第二硅波导层单元对应掩埋于所述第一波导层单元内。
6.如权利要求4所述的波导结构，其特征在于，所述第一波导层和所述第二波导层的材质相同，均为氮化硅或聚甲基丙稀酸甲酯。
7.一种用于制备如权利要求4～6任一项所述的波导结构的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
提供一第二基于绝缘体上的硅晶圆；
在所述第二基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第二硅波导层；
在所述第二基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第一波导层和所述第二波导层；
制备由所述第一波导层和所述第二波导层构成的所述脊型波导层。
8.一种波导耦合结构，用于硅波导与激光源耦合的模斑转换器中，其特征在于，所述波导耦合结构在沿靠近所述激光源的方向上，分为第一区域，第二区域和第三区域；所述波导耦合结构包括第四硅衬底层、第五硅衬底层、第四二氧化硅层、第五二氧化硅层和第三硅波导层；
在所述第一区域中，所述第四硅衬底层、第五硅衬底层、第四二氧化硅层、第五二氧化硅层和第三硅波导层依次层叠覆盖，所述第三硅波导层的宽度恒定，所述光信号在所述第三硅波导层内传输；
在所述第二区域中，所述第五硅衬底层刻蚀为第二空气层；所述第四硅衬底层、所述第二空气层、所述第四二氧化硅层、所述第五二氧化硅层和所述第三硅波导层依次层叠覆盖，所述第三硅波导层的宽度在靠近所述激光源的方向上逐渐减小，所述光信号由所述第三硅波导层逐渐向由所述第四二氧化硅层和第五二氧化硅层组成的第二脊型二氧化硅波导层中传输；
在所述第三区域中，所述第四硅衬底层、所述第二空气层、所述第四二氧化硅层和所述第五二氧化硅层依次层叠覆盖，所述第三硅波导层的宽度减小为 0，所述光信号在由所述第四二氧化硅层和第五二氧化硅层组成的所述第二脊型二氧化硅波导层中传输；
所述第三区域用于与所述激光器耦合。
9.一种用于制备如权利要求8所述的波导耦合结构的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
提供一第三基于绝缘体上的硅晶圆；
在所述第三基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第三硅波导层；
在所述第三基于绝缘体上的硅晶圆表面制备由所述第四二氧化硅层和所述第五二氧化硅层构成的所述第二脊型二氧化硅波导层；
将所述第五硅衬底层形成所述第二空气层，制备得到所述波导耦合结构。
10.一种波导结构，所述波导结构应用于基于绝缘体上的硅基阵列波导光栅中的阵列波导的直波导部分，其特征在于，所述波导结构包括呈轴对称设置的两个第一端部，所述第一端部在沿靠近对称轴方向上依次分为第一区域、第二区域和第三区域；所述波导结构包括第六硅衬底层、第七硅衬底层、第六二氧化硅层、第四硅波导层、掺杂二氧化硅层、第七二氧化硅层；
在所述第一区域中，所述第六硅衬底层、所述第七硅衬底层、所述第六二氧化硅层和所述第四硅波导层依次层叠，所述第四硅波导层的宽度为定值，且所述第四硅波导层的宽度小于所述第七硅衬底层的宽度，光信号在所述第四硅波导层内传输；
在所述第二区域中，所述第六硅衬底层、所述第七硅衬底层、所述第六二氧化硅层和所述第四硅波导层依次层叠覆盖，所述第四硅波导层的宽度在靠近所述对称轴的方向上逐渐减小；
在所述第三区域中，所述第七硅衬底层、所述第六二氧化硅层刻蚀为第三空气层，且所述第四硅波导层的宽度为0；
所述第七二氧化硅层覆盖于所述第一区域的所述第四硅波导层和所述第六二氧化硅层的表面，且覆盖于所述第二区域的所述第四硅波导层和所述第六二氧化硅层的表面，还填充于所述第三区域的所述第三空气层处，所述第三区域的所述第七二氧化硅层的厚度小于或等于所述第七硅衬底层的厚度；
所述掺杂二氧化硅层覆盖于所述第三区域的所述第七二氧化硅层的表面，且所述掺杂二氧化硅层的覆盖面积小于所述第七二氧化硅层的覆盖面积，所述掺杂二氧化硅层与所述第四硅波导层相对应；
在所述第二区域中，所述光信号由所述第四硅波导层逐渐向由所述第六二氧化硅层和所述第七二氧化硅层组成的二氧化硅波导层中传输；在所述第三区域中，所述光信号在所述掺杂二氧化硅层中传输。
11.如权利要求10所述的一种波导结构，其特征在于，所述掺杂二氧化硅层包括多个平行间隔阵列排布的掺杂二氧化硅层单元，相邻所述掺杂二氧化硅层单元之间开设第二沟槽。
12.如权利要求11所述的一种波导结构，其特征在于，所述波导结构还包括第八二氧化硅层，所述第八二氧化硅层覆盖于所述第一区域和所述第二区域的所述第七二氧化硅层上，且所述第八二氧化硅层覆盖于所述第三区域的所述第二沟槽内。
13.一种用于制备如权利要求10至12任一项所述的波导结构的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
提供一第四基于绝缘体上的硅晶圆；
在所述第四基于绝缘体上的硅晶圆表面制备所述第四硅波导层；
在所述第三区域表面制备所述第七硅衬底层和所述第六二氧化硅层，形成槽状空气层；
在所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域，制备所述第七二氧化硅层；
在所述第三区域表面制备掺杂二氧化硅层。
14.如权利要求13所述的波导结构的制备方法，其特征在于，所述掺杂二氧化硅层包括多个平行间隔阵列排布的掺杂二氧化硅层单元，相邻所述掺杂二氧化硅层单元之间开设第二沟槽；
在所述通过沉积法，在所述第三区域表面制备掺杂二氧化硅层的步骤后， 还包括步骤：在所述掺杂二氧化硅层表面制备形成所述第二沟槽。
15.如权利要求14所述的波导结构的制备方法，其特征在于，所述波导结构还包括第八二氧化硅层，所述第八二氧化硅层覆盖于所述第一区域和所述第二区域的所述第七二氧化硅层上，且所述第八二氧化硅层覆盖于所述第三区域的所述第二沟槽内；
在所述掺杂二氧化硅层表面刻蚀形成所述第二沟槽，的步骤后，还包括步骤：制备所述第八二氧化硅层。
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