TW201344265A - 脊型y分支光波導結構的製作方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種脊型Y分支光波導結構的製作方法,其包括:提供一脊型基板,該脊型基板包括呈T形的脊部及與該脊部連接的平坦部,該平坦部包括承載平面;在該脊型基板上形成覆蓋該脊部及該承載平面的導光層;在該導光層表面上形成光阻層;對該光阻層曝光及顯影以在該導光層上形成Y形蝕刻阻擋層,該Y形蝕刻阻擋層包括阻擋層分叉結構,該阻擋層分叉結構的正投影位於該承載平面上;蝕刻該導光層以形成與該Y形蝕刻阻擋層相對應的Y分支光波導,該Y分支光波導包括位於該承載平面上的光波導分叉結構;最后將該Y分支光波導形成於該基板內。

Description

脊型Y分支光波導結構的製作方法
本發明涉及光波導的製作方法,尤其是涉及一種脊型Y分支光波導結構的製作方法。
在光通信網路中,Y分支光波導結構(1×2 balanced-bridge type)被用以將一路光信號分為二路光信號或將二路光信號合併為一路光信號。將多個這樣的Y分支光波導結構組合,可製作1×4、…1×N結構的分支光波導結構。
目前,製作該Y分支型光波導結構的一般方法為:先利用濕式蝕刻法制作一Y形基板,然後在該Y形基板上形成Y分支光波導,將再該Y分支光波導擴散至該Y形基板內。但是,在濕式蝕刻法制作該Y形基板時,蝕刻液會在Y形光阻層的分叉銳角區域(銳角小於1度)因受表面張力之影響下無法進入該分叉銳角區域,以致產生蝕刻不完整的Y形基板的分叉側壁,最終導致當該Y分支型光波導結構應用在通訊傳播上,容易產生極大的非預期傳播損耗。
鑒於上述狀況,有必要提供一種能克服上述問題的脊型Y分支光波導結構的製作方法。
一種脊型Y分支光波導結構的製作方法,其包括:提供脊型一基板,該脊型基板包括呈T形的脊部及與該脊部連接的平坦部,該平坦部包括承載平面;在該脊型基板上形成覆蓋該脊部及該承載平面的導光層;在該導光層表面上形成光阻層;對該光阻層曝光及顯影以在該導光層上形成Y形蝕刻阻擋層,該Y形蝕刻阻擋層包括阻擋層分叉結構,該阻擋層分叉結構的正投影位於該承載平面上;蝕刻該導光層以形成與該Y形蝕刻阻擋層相對應的Y分支光波導,該Y分支光波導包括位於該承載平面上的光波導分叉結構;最后將該Y分支光波導形成於該脊型基板內。
相較先前技術,本發明的脊型Y分支光波導結構的製作方法,不用對Y分支分光的部分即V形銳角區進行蝕刻,即維持脊型基板平坦部的平面結構,消除了因製作Y形基板分支處的脊型而產生的非預期傳播損耗。該脊型Y分支光波導結構應用在光通訊網絡,散射損失低,具有較好的導光特性。
下面以具體實施方式並結合附圖對本發明提供的脊型Y分支光波導結構的製作方法作進一步詳細說明。
請參圖1-7,一種脊型Y分支光波導結構100的製作方法,其包括步驟S1-S6。
步驟S1:提供一脊型基板10,请参阅图2,該脊型基板10包括呈T形的脊部12及與該脊部12連接的平坦部16,該平坦部16包括承載平面14。
其中,製作脊型基板10的步驟是:如圖1所示,提供一平板狀底板20,該平板狀底板20的材質為鈮酸鋰或者鈮酸鋇。該平板狀底板20包括第一平板部22及與該第一平板部22連接的第二平板部24,在平板狀底板20上採用曝光顯影的方法在其上形成蝕刻遮罩30,其中,該蝕刻遮罩30的材料為鉻或者二氧化矽,該蝕刻遮罩30包括條形部32及與該條形部32連接的第三平板部34,該條形部32覆蓋部分該第一平板部22,該第三平板部34完全覆蓋該第二平板部24。
蝕刻該平板狀底板20,其中未被蝕刻遮罩30覆蓋的區域將會被蝕刻,此處部分該第一平板部22會被蝕刻,蝕刻完去掉蝕刻遮罩30,得到該脊型基板10。其中蝕刻所用的蝕刻液由HF與HNO3的摩爾比為1:2所組成,這樣能達到最快的蝕刻速率,蝕刻時間為3小時。
步驟S2:在脊型基板10上形成覆蓋該脊部12與該承載平面14的導光層40。請參閱圖3,導光層40的厚度介於0.6~0.8um;其中該導光層40的材料為鈦、鎳、鋅、鎵或者鋅鎳合金。優選地,選鈦作為導光層40。本實施方式中,在脊型基板10的表面形成該導光層40的方法為電子束蒸發鍍膜法或射頻濺射鍍膜法。
步驟S3:在該導光層40表面上形成一層光阻層50;請參閱圖3。
步驟S4:對該光阻層50曝光及顯影以在該導光層40上形成Y形蝕刻阻擋層62。請參閱圖4-5,採用光罩60(本實施方式為不透光光罩)對上述光阻層50進行曝光,顯影之後在該光阻層50之上形成Y形蝕刻阻擋層62。其中,該Y形蝕刻阻擋層62包括阻擋層分叉結構64,該阻擋層分叉結構64的正投影位於該承載平面14上。
步驟S5:蝕刻該導光層40以形成與該Y形蝕刻阻擋層62相對應的Y分支光波導80,該Y分支光波導80包括位於該承載平面14上的光波導分叉結構82。請參閱圖5,其中Y形蝕刻阻擋層62下面的Y分支光波導80不會被蝕刻。蝕刻完之後,去掉Y形蝕刻阻擋層62,得到如圖6所示的中間品70。其中,蝕刻所用的蝕刻液為HNO3。此處僅蝕刻導光層40,未蝕刻脊型基板10。一般來說,在Y分支分光的部分即V形銳角區域需要蝕刻基板的深度為3-4um,與導光層的膜厚0.6-0.8um差異度大。這表明導光層較脊型銳角區更容易蝕刻。再者,導光層為金屬鍵,而脊形基板為共價鍵,從鍵能大小來看,金屬鍵能小於共價鍵能,因此導光層是較容易被蝕刻來形成完整的分叉結構。
步驟S6:將該Y分支光波導80形成於該基板內。請參閱圖6-7,本實施方式是採用高溫擴散方法將Y分支光波導80形成於該基板10內:將本體70放入高溫爐中進行導光層材質的擴散,Y分支光波導80會擴散進入脊型基板10內,用以改變晶體的折射率分佈形成光波導,從而得到如圖7所示的脊型Y分支光波導結構100。其中,高溫爐的溫度為1020℃,時間為4~8小時。在其他實施方式中,可以採用質子交換法將Y分支光波導80形成於基板10內。
綜上所述,本發明脊型Y分支光波導結構100的製作方法,不用對Y分支分光的部分即V形銳角區進行蝕刻,即維持脊型基板10的平坦部16的平面結構,消除了因製作Y形基板分支處的脊型而產生的非預期傳播損耗。該脊型Y分支光波導結構100應用在光通訊網絡,散射損失低,具有較好的導光特性。
另外,本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化,當然,這些依據本發明精神所做的變化,都應包含在本發明所要求保護的範圍內。
100...脊型Y分支光波導結構
34...第三平板部
10...脊型基板
40...導光層
12...脊部
50...光阻層
14...承載平面
60...光罩
20...平板狀底板
62...Y形蝕刻阻擋層
22...第一平板部
64...阻擋層分叉結構
24...第二平板部
70...中間品
30...蝕刻遮罩
80...Y分支光波導
32...條形部
82...光波導分叉結構
圖1-圖7是本發明實施例製作脊型Y分支光波導的制程示意圖。
100...脊型Y分支光波導結構
10...脊型基板
80...Y分支光波導

Claims (8)

  1. 一種脊型Y分支光波導結構的製作方法,其包括:
    提供一脊型基板,該脊型基板包括呈T形的脊部及與該脊部連接的平坦部,該平坦部包括承載平面;
    在該脊型基板上形成覆蓋該脊部及該承載平面的導光層;
    在該導光層表面上形成光阻層;
    對該光阻層曝光及顯影以在該導光層上形成Y形蝕刻阻擋層,該Y形蝕刻阻擋層包括阻擋層分叉結構,該阻擋層分叉結構的正投影位於該承載平面上;
    蝕刻該導光層以形成與該Y形蝕刻阻擋層相對應的Y分支光波導,該Y分支光波導包括位於該承載平面上的光波導分叉結構;及
    將該Y分支光波導形成於該基板內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之脊型Y分支光波導結構的製作方法,其中:在該基板的表面形成該導光層的方法為電子束蒸發鍍膜法或射頻濺射鍍膜法。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之脊型Y分支光波導結構的製作方法,其中:該基板為鈮酸鋰基板或者鈮酸鋇基板。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之脊型Y分支光波導結構的製作方法,其中:該導光層的厚度介於0.6~0.8um。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之脊型Y分支光波導結構的製作方法,其中:該導光層的材料為鈦、鎳、鋅、鎵或者鋅鎳合金。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之脊型Y分支光波導結構的製作方法,其中:提供該基板的步驟包括:
    在平板狀底板上形成蝕刻遮罩,該平板狀底板包括第一平板部及與該第一平板部連接的第二平板部,該蝕刻遮罩包括條形部及與該條形部連接的第三平板部,該條形部覆蓋部分該第一平板部,該第三平板部完全覆蓋該第二平板部;及
    蝕刻該平板狀底板以使該第一平板部形成T形的脊部從而得到該基板。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之脊型Y分支光波導結構的製作方法,其中:蝕刻該平板狀底板所用的蝕刻液由HF及HNO3組成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之脊型Y分支光波導結構的製作方法,該蝕刻遮罩的材料為鉻或者二氧化矽。
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