高侧壁垂直度超浅铌酸锂光栅耦合器的加工工艺及耦合效率

利用聚焦离子束(FIB)在铌酸锂(LN)表面形成100 nm及以下深度的超浅光栅耦合器结构。为了提高刻蚀侧壁垂直度、避免开口展宽效应对光栅形貌的影响,在LN表面覆盖非晶硅(α-Si)作为掩膜层,实际刻蚀深度为α-Si层厚度和LN表面目标刻蚀深度之和,且刻蚀过程中产生的开口效应仅存在于α-Si层。通过氢氧化钾(KOH)溶液选择性地去除α-Si层,留下的LN表面结构侧壁陡直且无开口展宽效应。制备了刻蚀深度108 nm的超浅光栅耦合器,在924 nm波长处,其耦合效率为23.3%。制备了刻蚀深度70 nm的超浅光栅耦合器,在935 nm波长处,其耦合效率为14.4%。该研究为LN光栅耦合器的发展与应用提供了有益指导。

大厚度硅结构高精度干法刻蚀技术研究

增大敏感结构厚度是提高微机电陀螺性能的一个途径。对大厚度敏感结构,在刻蚀过程中易出现"长草"、"缩口"和"屋檐"等典型缺陷,同时刻蚀后侧壁垂直度、刻蚀均匀性较差,严重影响其尺寸精度。研究了刻蚀/钝化比、刻蚀阶段钝化气体通入时间和反应气体流量等工艺参数对刻蚀形貌的影响,提出了一种分步刻蚀的方法,获得了侧壁垂直度89.95°与片内均匀性3.4%的刻蚀结果。

聚合物光波导的反应离子刻蚀工艺研究

实验研究了表面粗糙度、侧壁垂直度与各刻蚀参量之间的关系,通过对刻蚀效果的分析,发现在低功率、高CHF3含量、低压强的情况下能获得最小的表面粗糙度;在高功率、50%CHF3含量、低压强的情况下能获得较陡直的波导侧壁。利用优化的刻蚀条件,对PMMA进行刻蚀,得到了均方根粗糙度小、侧壁陡直的波导。实验发现,该刻蚀条件对其他聚合物光波导材料的刻蚀也具有一定的指导意义。

基于SOI技术的MEMS超声分离器制备方法研究

基于简正模式的MEMS超声分离器对分离腔的侧壁垂直度、深度均匀性以及表面平整度等要求较高,结合IC工艺重点探讨、研究了超声分离器腔体制作方法。提出将SOI(silicon on insulator)片作为刻蚀基底,采用等离子体干法刻蚀、硅/玻璃键合以及激光热加工等技术制备分离器,成功制备出腔体深度分别为137μm和200μm的分离器,腔体深度误差均在±2μm以内,腔体表面粗糙度Ra<10 nm,腔体侧壁垂直度达83°。为MEMS超声分离器的制备提供了一种简便、高效的工艺方法。