CN114764163A - 一种悬空波导支撑结构及其制作方法 - Google Patents

一种悬空波导支撑结构及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种悬空波导支撑结构，包括由下至上依次设置的牺牲层、下包层、波导芯层和上包层，所述悬空波导支撑结构整体形成有脊波导，其特征在于：所述脊波导宽度方向的两侧分别开设有支撑凹槽，所述脊波导宽度方向的两侧还分别开设有掏空凹槽，所述支撑凹槽包括主体凹槽，所述主体凹槽的底端向下超过牺牲层，位于脊波导同一侧的支撑凹槽的主体凹槽和掏空凹槽沿着脊波导的延伸方向间隔布置，位于脊波导两侧对应的主体凹槽之间的牺牲层、位于脊波导两侧对应的掏空凹槽之间的牺牲层均腐蚀而成空气层，所述悬空波导支撑结构的上表面在掏空凹槽之外的部分覆盖有介质膜。还公开了一种悬空波导支撑结构的制作方法。

Description

一种悬空波导支撑结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其是一种悬空波导支撑结构，以及该悬空波导支撑结构的制作方法。
背景技术
在长距离相干光通信系统中，发射端需要窄线宽的可调光源。外腔激光器因为腔长长可以实现非常窄的线宽。但是，外腔激光器是混合集成，尺寸较大，封装成本高。单片集成的大范围波长可调谐半导体激光器具有尺寸小，易于与其它器件集成都优点，受到了广泛的研究。但是单片集成的大范围波长可调谐半导体激光器一般采用电光效应实现波长调谐，即电流注入。电流注入的散粒噪声以及自由载流子吸收损耗会展宽激光器的线宽。采用热光效应，即用温度来改变材料的折射率，可以避免载流子注入带来的影响。目前窄线宽单片集成的可调谐半导体激光器大部分采用的都是热调谐的。具体实现方式一般是在波导的顶部制作热电极用于加热波导。但是用热电极来加热波导的效率非常低，因为衬底(如磷化铟)的导热性非常好，大部分热会通过衬底导走。
因此，为了提高热电极的加热效率，一般采用悬空的波导结构，即在波导和衬底之间制作一层空气层。现有的悬空波导，如申请号为202010174284.1的中国专利申请公开的一种可实现前向布里渊散射的硫化物-氮化硅悬空波导设计及其制备方法。硫化物-氮化硅悬空波导，自下而上依次是硅衬底、氧化硅层、氮化硅薄膜层、硫化物薄膜层；其中波导下面的氧化硅层部分腐蚀，呈现悬空结构。
因为空气的热阻大，可以有效地阻止热从衬底导走，从而增加热电极的加热效率。悬空波导的问题主要是不能做太长。如果长度太长，波导受重力等的影响，容易向下弯曲和衬底接触从而失去隔热效果，甚至导致波导断裂使得整个激光器失效。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种悬空波导支撑结构，能够提高悬空波导的机械强度和可靠性。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述悬空波导支撑结构的制作方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种悬空波导支撑结构，包括由下至上依次设置的牺牲层、下包层、波导芯层和上包层，所述悬空波导支撑结构整体形成有脊波导，其特征在于：所述脊波导宽度方向的两侧分别开设有掏空凹槽，所述掏空凹槽与脊波导间隔布置，所述掏空凹槽的底端向下达到或超过牺牲层，位于脊波导两侧对应的掏空凹槽之间的牺牲层腐蚀而成空气层，所述悬空波导支撑结构的上表面在掏空凹槽之外的部分覆盖有介质膜。
根据本发明的一个方面，所述脊波导宽度方向的两侧还分别开设有支撑凹槽，所述支撑凹槽的底端分别向下超过牺牲层，所述支撑凹槽与脊波导间隔布置，所述支撑凹槽包括相间布置的主体凹槽和连接凹槽，从而使得支撑凹槽构成凹凸的齿状，所述主体凹槽构成向脊波导凸起的齿，所述掏空凹槽位于连接凹槽和脊波导之间，位于脊波导两侧对应的主体凹槽之间的牺牲层腐蚀而成空气层。
优选的，为使得脊波导均匀布置，所述主体凹槽和脊波导相应一侧之间的距离为d1，所述掏空凹槽和脊波导相应一侧之间的距离为d3，并且满足d1＝d3，所述连接凹槽与脊波导相应一侧之间的距离为d2，并且满足d1＜d2。
优选的，所述连接凹槽的长度为L2，所述掏空凹槽的长度为L3，并且满足L2＝L3。
根据本发明的另一个方面，所述支撑凹槽呈与脊波导同向延伸的矩形槽，所述掏空凹槽由支撑凹槽内延伸到支撑凹槽和脊波导之间的区域，位于脊波导两侧对应的支撑凹槽之间的牺牲层腐蚀而成空气层。
优选的，所述上包层为InP上包层，所述波导芯层为InGaAsP波导芯层，所述下包层为InP下包层，所述牺牲层为InGaAs牺牲层，所述介质膜为氧化硅。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的第一个技术方案为：一种悬空波导支撑结构的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)制备外延结构：
1.1)在衬底上，由下至上依次生长牺牲层、下包层、波导芯层和上包层，形成波导外延结构，在整体外延结构上通过刻蚀的方式形成脊波导，所述脊波导由上述外延结构的上表面向下刻蚀而形成；
1.2)制作好脊波导后，在当前的整体结构上表面生长一层介质膜；
2)制作支撑结构：在脊波导宽度方向的两侧分别刻蚀形成支撑凹槽，所述支撑凹槽包括主体凹槽，所述支撑凹槽的刻蚀深度向下超过牺牲层；在刻蚀完支撑凹槽之后，在当前的整体结构上表面生长一层介质膜；
3)制作掏空结构：在每个支撑凹槽相邻两个主体凹槽之间的区域刻蚀掏空凹槽，所述掏空凹槽的刻蚀深度需要向下达到或超过牺牲层，所述掏空凹槽区域的牺牲层暴露在空气中，而支撑凹槽的主体凹槽对应的牺牲层包裹在介质膜中；
4)形成悬空波导支撑结构：将掏空凹槽之间的区域、脊波导下的牺牲层腐蚀掉而形成空气层，所述牺牲层的腐蚀沿着脊波导的长度方向进行，所述支撑凹槽的主体凹槽部分的牺牲层也会被腐蚀掉而形成空气层，从而完成悬空波导支撑结构的制作。
优选的，为使得脊波导均匀布置，所述主体凹槽和脊波导相应一侧之间的距离为d1，所述掏空凹槽和脊波导相应一侧之间的距离为d3，并且满足d1＝d3。
优选的，所述支撑凹槽呈凹凸的齿状，所述主体凹槽构成向脊波导凸起的齿，相邻的主体凹槽之间形成连接凹槽，所述连接凹槽与脊波导相应一侧之间的距离为d2，并且满足d1＜d2，所述掏空凹槽位于连接凹槽和脊波导之间。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的第二个技术方案为：一种悬空波导支撑结构的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)制备外延结构：
1.1)在衬底上，由下至上依次生长牺牲层、下包层、波导芯层和上包层，形成波导外延结构，在整体外延结构上通过刻蚀的方式而形成脊波导，所述脊波导由上述外延结构的上表面向下刻蚀可形成；
1.2)制作好脊波导后，在当前的整体结构上表面生长一层介质膜；
2)制作支撑结构：在脊波导宽度方向的两侧分别刻蚀形成矩形的支撑凹槽，所述支撑凹槽的刻蚀深度向下超过牺牲层；在刻蚀完支撑凹槽之后，在当前的整体结构上表面生长一层介质膜；
3)制作掏空结构：在所述支撑凹槽内刻蚀掏空凹槽，所述掏空凹槽延伸到支撑凹槽和脊波导之间的区域，所述掏空凹槽的刻蚀深度向下达到或超过牺牲层；同时，所述脊波导靠近掏空凹槽位置的介质膜被刻蚀一定宽度，使得脊波导靠近掏空凹槽位置的下包层裸露；
4)形成悬空波导支撑结构：将掏空凹槽之间的区域、脊波导下的牺牲层腐蚀掉而形成空气层，所述牺牲层的腐蚀沿着脊波导的长度方向进行，所述支撑凹槽内部分牺牲层也会被腐蚀掉而形成空气层，从而完成悬空波导支撑结构的制作。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用侧边介质膜对悬空波导进行支撑，可以提高悬空波导的机械强度和可靠性，克服悬空波导容易弯曲可靠性低等问题；制作简单，无需特殊的制作工艺，常规的刻蚀工艺即可完成制作。
附图说明
图1为本发明第一个实施例的波导外延结构的示意图；
图2为图1的外延结构的俯视图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为图2得到的波导结构制作支撑和掏空结构第一次刻蚀后的俯视图；
图5为图4的B-B向剖视图；
图6为图4的C-C向剖视图；
图7为图4得到的波导结构制作支撑和掏空结构第二次刻蚀后的俯视图；
图8为图7的D-D向剖视图；
图9为图7的E-E向剖视图；
图10为图7得到的波导结构腐蚀后的俯视图；
图11为图10的F-F向剖视图；
图12为图10的G-G向剖视图；
图13为本发明第二个实施例的波导结构制作支撑和掏空结构第一次刻蚀后的俯视图；
图14为图13的H-H向剖视图；
图15为图13得到的波导结构制作支撑和掏空结构第二次刻蚀后的俯视图；
图16为图15的I-I向剖视图；
图17为图15的J-J向剖视图；
图18为图15得到的波导结构腐蚀后的俯视图；
图19为图18的K-K向剖视图；
图20为图18的L-L向剖视图；
图21为本发明第三个实施例的波导外延结构的剖视图；
图22为本发明第三个实施例的悬空波导支撑结构的俯视图；
图23为图22的M-M向剖视图；
图24为图22的N-N向剖视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
实施例一
本发明的悬空波导支撑结构的制作方法，包括如下步骤：
1)制备外延结构：
1.1)在衬底5上、由下至上依次生长牺牲层4、下包层3、波导芯层2和上包层1，形成波导外延结构，参见图1，在本实施例中，以InGaAsP/InP材料为例：上包层1为 InP上包层，波导芯层2为InGaAsP波导芯层，下包层3为InP下包层，牺牲层4为 InGaAs牺牲层，衬底5为InP衬底；同时整体外延结构上通过刻蚀的方式形成深刻蚀脊波导6，脊波导6由上述外延结构的上表面向下刻蚀可形成，如图2所示，脊波导6的宽度为w1，刻蚀深度为h1。脊波导6的刻蚀深度要向下超过波导芯层2，但是不能超过牺牲层4，即脊波导6的底端位于波导芯层2和牺牲层4之间、位于下包层3中。
1.2)制作好脊波导6后，在当前的整个波导结构上表面生长一层介质膜7，如氧化硅，参见图3；
2)制作支撑结构：进行第一次刻蚀，用于制作悬空波导支撑结构的支撑结构，参见图4，在脊波导6的两侧(宽度方向的两侧)刻蚀分别刻蚀形成支撑凹槽8；优选的，采用齿状的支撑凹槽8，即支撑凹槽8与脊波导6相靠近的一侧形成凹凸结构，而使得支撑凹槽8整体呈齿状；每个支撑凹槽8的主体凹槽81(朝向脊波导6突出的结构，形成齿) 与脊波导6相应一侧的距离为d1，每个支撑凹槽8的相邻两个主体凹槽81之间形成连接凹槽82，连接凹槽82与脊波导6相应一侧的距离为d2，d1＜d2；支撑凹槽8的总长度(与脊波导6长度方向平行的方向上的尺寸)为L，主体凹槽81的长度(与脊波导6长度方向平行的方向上的尺寸)为L1，连接凹槽82的长度(与脊波导6长度方向平行的方向上的尺寸)为L2。优选地，主体凹槽81和连接凹槽82为周期性分布，即主体凹槽81 和连接凹槽82各自的尺寸固定，主体凹槽81和连接凹槽82始终保持间隔布置。支撑凹槽8的刻蚀深度需要向下超过牺牲层4，参见图5和图6；同样地，在刻蚀完支撑凹槽8之后需要在当前的整个波导结构上表面生长一层介质膜7；
3)制作掏空结构：在支撑凹槽8的连接凹槽82与脊波导6之间的区域刻蚀一个掏空凹槽9，掏空凹槽9长度方向的两侧与支撑凹槽8的主体凹槽81贴紧，掏空凹槽9宽度方向远离脊波导6的一侧与连接凹槽82贴紧；掏空凹槽9与蚀脊波导6相应一侧的距离为d3，长度为L3，其中，d3＝d1，L3＝L2，参见图7；同样的，掏空凹槽9的刻蚀深度需要向下达到或超过牺牲层4，参见图8和图9，掏空凹槽9区域的牺牲层4暴露在空气中，而支撑凹槽8的主体凹槽81对应的牺牲层4包裹在介质膜7中；
4)形成悬空波导支撑结构：在完成上述两步刻蚀，还需要进行一次湿法腐蚀，采用具有腐蚀选择性的酸性溶液来腐蚀牺牲层4，如浓硫酸、双氧水和水的混合溶液；由于脊波导6两侧掏空凹槽9之间的区域、脊波导6下的牺牲层4暴露在外面，这部分的牺牲层4会被腐蚀掉，参见图10，牺牲层4的腐蚀也会沿着脊波导6的长度方向，所以支撑凹槽8的主体凹槽81部分的牺牲层4也会被腐蚀掉而形成空气层10。牺牲层4的腐蚀时间足够长可以保证整个脊波导6区域的牺牲层4被腐蚀掉；参见图11和图12，支撑凹槽8的主体凹槽81的部分侧边有一层介质膜7对悬空波导形成支撑。因为支撑凹槽8刻蚀超过了牺牲层4，所以支撑凹槽8还阻断了非悬空波导部分的牺牲层4的腐蚀。
实施例二
参见图13，与上述实施例一的不同在于，支撑凹槽8为矩形槽。具体的，悬空波导支撑结构的制作方法，包括如下步骤：
1)制备外延结构：
1.1)在衬底5上、由下至上依次生长牺牲层4、下包层3、波导芯层2和上包层1，形成波导外延结构，在本实施例中，以InGaAsP/InP材料为例：上包层1为InP上包层，波导芯层2为InGaAsP波导芯层，下包层3为InP下包层，牺牲层4为InGaAs牺牲层，衬底5为InP衬底；同时整体外延结构上通过刻蚀的方式形成深刻蚀脊波导6，脊波导 6由上述外延结构的上表面向下刻蚀可形成，脊波导6的宽度为w1，刻蚀深度为h1。脊波导6的刻蚀深度要向下超过波导芯层2，但是不能超过牺牲层4，即脊波导6的底端位于波导芯层2和牺牲层4之间、位于下包层3中。
1.2)制作好脊波导6后，在当前的整个波导结构上表面生长一层介质膜7，如氧化硅；
上述步骤与实施例一相同；
2)制作支撑结构：进行第一次刻蚀，用于制作悬空波导支撑结构的支撑结构，参见图13和图14，在脊波导6的两侧(宽度方向的两侧)刻蚀分别刻蚀形成支撑凹槽8；优选的，支撑凹槽8为矩形槽，两个支撑凹槽8分别位于脊波导6宽度方向的两侧，并且分别与脊波导6间隔布置，脊波导6和支撑凹槽8的长度方向一致；每个支撑凹槽8靠近脊波导6相应一侧的距离为d3，支撑凹槽8的总长度(与脊波导6长度方向平行的方向上的尺寸)为L。支撑凹槽8的刻蚀深度需要向下超过牺牲层4；同样地，在刻蚀完支撑凹槽8之后需要在当前的整个波导结构上表面生长一层介质膜7；
3)制作掏空结构：在支撑凹槽8内刻蚀掏空凹槽9，掏空凹槽9从支撑凹槽8内延伸到支撑凹槽8与脊波导6之间的区域。掏空凹槽9的数量为多个构成周期性分布(可替代的，也可以为非周期性分布)，同样呈矩形，并且沿着支撑凹槽8的长度方向间隔布置。每个掏空凹槽9与脊波导6相应一侧的距离为d4，d4＜d3，长度也可以为L，参见图15；同样的，掏空凹槽9的刻蚀深度需要向下达到或超过牺牲层4，参见图16和图 17，支撑凹槽8其他区域对应的牺牲层4包裹在介质膜7中；同时，脊波导6靠近掏空凹槽9位置的介质膜7被刻蚀一定宽度(该宽度是指，从图15看为上下方向的尺寸，从图17看，为左右方向的尺寸)，使得脊波导6靠近掏空凹槽9位置的下包层3裸露，以便后续步骤可以腐蚀牺牲层4；
4)形成悬空波导支撑结构：在完成上述两步刻蚀，还需要进行一次湿法腐蚀，采用具有腐蚀选择性的酸性溶液来腐蚀牺牲层4，如浓硫酸、双氧水和水的混合溶液；由于脊波导6两侧和掏空凹槽9之间的区域、脊波导6下的牺牲层4暴露在外面，这部分的牺牲层4会被腐蚀掉，参见图18，牺牲层4的腐蚀也会沿着脊波导6的长度方向，所以支撑凹槽8部分的牺牲层4也会被腐蚀掉而形成热阻高的空气层10。牺牲层4的腐蚀时间足够长可以保证整个脊波导6区域的牺牲层4被腐蚀掉；参见图19和图20，支撑凹槽8和掏空凹槽9不重叠的部分侧边有一层介质膜7对悬空波导形成支撑，从而增加了悬空波导的机械强度。因为支撑凹槽8刻蚀超过了牺牲层4，所以支撑凹槽8还阻断了非悬空波导部分的牺牲层4的腐蚀，从而只保证脊波导6下面的牺牲层4被腐蚀掉。
实施例三
参见图21～图24，在本实施例中，与上述实施例一或二的不同之处在于，脊波导6为浅刻蚀脊波导，脊波导6的刻蚀深度向下不超过波导芯层2，即脊波导6的底端位于波导芯层2和上包层1之间。
本发明提出的悬空波导支撑结构不局限于用半导体激光器，也可以用于其它器件，如调制器等。

Claims (10)

1.一种悬空波导支撑结构，包括由下至上依次设置的牺牲层(4)、下包层(3)、波导芯层(2)和上包层(1)，所述悬空波导支撑结构整体形成有脊波导(6)，其特征在于：所述脊波导(6)宽度方向的两侧分别开设有掏空凹槽(9)，所述掏空凹槽(9)与脊波导(6)间隔布置，所述掏空凹槽(9)的底端向下达到或超过牺牲层(4)，位于脊波导(6)两侧对应的掏空凹槽(9)之间的牺牲层(4)腐蚀而成空气层(10)，所述悬空波导支撑结构的上表面在掏空凹槽(9)之外的部分覆盖有介质膜(7)。
2.根据权利要求1所述的悬空波导支撑结构，其特征在于：所述脊波导(6)宽度方向的两侧还分别开设有支撑凹槽(8)，所述支撑凹槽(8)的底端分别向下超过牺牲层(4)，所述支撑凹槽(8)与脊波导(6)间隔布置，所述支撑凹槽(8)包括相间布置的主体凹槽(81)和连接凹槽(82)，从而使得支撑凹槽(8)构成凹凸的齿状，所述主体凹槽(81)构成向脊波导(6)凸起的齿，所述掏空凹槽(9)位于连接凹槽(82)和脊波导(6)之间，位于脊波导(6)两侧对应的主体凹槽(81)之间的牺牲层(4)腐蚀而成空气层(10)。
3.根据权利要求2所述的悬空波导支撑结构，其特征在于：所述主体凹槽(81)和脊波导(6)相应一侧之间的距离为d1，所述掏空凹槽(9)和脊波导(6)相应一侧之间的距离为d3，并且满足d1＝d3，所述连接凹槽(82)与脊波导(6)相应一侧之间的距离为d2，并且满足d1＜d2。
4.根据权利要求2所述的悬空波导支撑结构，其特征在于：所述连接凹槽(82)的长度为L2，所述掏空凹槽(9)的长度为L3，并且满足L2＝L3。
5.根据权利要求2所述的悬空波导支撑结构，其特征在于：所述支撑凹槽(8)呈与脊波导(6)同向延伸的矩形槽，所述掏空凹槽(9)由支撑凹槽(8)内延伸到支撑凹槽(8)和脊波导(6)之间的区域，位于脊波导(6)两侧对应的支撑凹槽(8)之间的牺牲层(4)腐蚀而成空气层(10)。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的悬空波导支撑结构，其特征在于：所述上包层(1)为InP上包层，所述波导芯层(2)为InGaAsP波导芯层，所述下包层(3)为InP下包层，所述牺牲层(4)为InGaAs牺牲层，所述介质膜(7)为氧化硅。
7.一种悬空波导支撑结构的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)制备外延结构：
1.1)在衬底(5)上，由下至上依次生长牺牲层(4)、下包层(3)、波导芯层(2)和上包层(1)，形成波导外延结构，在整体外延结构上通过刻蚀的方式形成脊波导(6)，所述脊波导(6)由上述外延结构的上表面向下刻蚀而形成；
1.2)制作好脊波导(6)后，在当前的整体结构上表面生长一层介质膜(7)；
2)制作支撑结构：在脊波导(6)宽度方向的两侧分别刻蚀形成支撑凹槽(8)，所述支撑凹槽(8)包括主体凹槽(81)，所述支撑凹槽(8)的刻蚀深度向下超过牺牲层(4)；在刻蚀完支撑凹槽(8)之后，在当前的整体结构上表面生长一层介质膜(7)；
3)制作掏空结构：在每个支撑凹槽(8)相邻两个主体凹槽(81)之间的区域刻蚀掏空凹槽(9)，所述掏空凹槽(9)的刻蚀深度需要向下达到或超过牺牲层(4)，所述掏空凹槽(9)区域的牺牲层(4)暴露在空气中，而支撑凹槽(8)的主体凹槽(81)对应的牺牲层(4)包裹在介质膜(7)中；
4)形成悬空波导支撑结构：将掏空凹槽(9)之间的区域、脊波导(6)下的牺牲层(4)腐蚀掉而形成空气层(10)，所述牺牲层(4)的腐蚀沿着脊波导(6)的长度方向进行，所述支撑凹槽(8)的主体凹槽(81)部分的牺牲层(4)也会被腐蚀掉而形成空气层(10)，从而完成悬空波导支撑结构的制作。
8.根据权利要求7所述的悬空波导支撑结构的制作方法，其特征在于：所述主体凹槽(81)和脊波导(6)相应一侧之间的距离为d1，所述掏空凹槽(9)和脊波导(6)相应一侧之间的距离为d3，并且满足d1＝d3。
9.根据权利要求7或8所述的悬空波导支撑结构的制作方法，其特征在于：所述支撑凹槽(8)呈凹凸的齿状，所述主体凹槽(81)构成向脊波导(6)凸起的齿，相邻的主体凹槽(81)之间形成连接凹槽(82)，所述连接凹槽(82)与脊波导(6)相应一侧之间的距离为d2，并且满足d1＜d2，所述掏空凹槽(9)位于连接凹槽(82)和脊波导(6)之间。
10.一种悬空波导支撑结构的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)制备外延结构：
1.1)在衬底(5)上，由下至上依次生长牺牲层(4)、下包层(3)、波导芯层(2)和上包层(1)，形成波导外延结构，在整体外延结构上通过刻蚀的方式形成脊波导(6)，所述脊波导(6)由上述外延结构的上表面向下刻蚀而形成；
1.2)制作好脊波导(6)后，在当前的整体结构上表面生长一层介质膜(7)；
2)制作支撑结构：在脊波导(6)宽度方向的两侧分别刻蚀形成矩形的支撑凹槽(8)，所述支撑凹槽(8)的刻蚀深度向下超过牺牲层(4)；在刻蚀完支撑凹槽(8)之后，在当前的整体结构上表面生长一层介质膜(7)；
3)制作掏空结构：在所述支撑凹槽(8)内刻蚀掏空凹槽(9)，所述掏空凹槽(9)延伸到支撑凹槽(8)和脊波导(6)之间的区域，所述掏空凹槽(9)的刻蚀深度向下达到或超过牺牲层(4)；同时，所述脊波导(6)靠近掏空凹槽(9)位置的介质膜(7)被刻蚀一定宽度，使得脊波导(6)靠近掏空凹槽(9)位置的下包层(3)裸露；
4)形成悬空波导支撑结构：将掏空凹槽(9)之间的区域、脊波导(6)下的牺牲层(4)腐蚀掉而形成空气层(10)，所述牺牲层(4)的腐蚀沿着脊波导(6)的长度方向进行，所述支撑凹槽(8)内部分牺牲层(4)也会被腐蚀掉而形成空气层(10)，从而完成悬空波导支撑结构的制作。
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