The invention provides a preparation device of silicon based photon material preparation method comprises the following steps of: a) by special way produced ordered silicon nanocrystals with high density and small size; b) for processing grain by a photolithography process; c) using UHV/CVD Ge quantum dots grown on silicon substrate; d) doping elements on grain chemical mixing after processing; E) by step d) grain prepared form optical switch array consisting of optical waveguide switch; F) and the physical and chemical grinding forming; g) of processed silicon photonic circuit board for grain probe test. The preparation method of the invention can obtain a silicon based photonic material device with good thermal conductivity and good electrical performance, and the preparation method is simple, the cost is low and the process is reliable.
【技术实现步骤摘要】
一种硅基光子材料器件制备方法
本专利技术涉及硅基光子
,具体为一种硅基光子材料器件制备方法。
技术介绍
硅基光子集成技术在过去十几年受到了广泛的关注,分别在通信传输、数据处理以及生化传感等领域得到了快速的发展。伴随着这些技术的发展,硅基光子芯片的耦合封装技术也被广泛的研究,针对硅基光子集成芯片,目前主要有两种耦合方式,一种是端面耦合,即光波导的端面与光纤的端面平行对准,利用光纤或者波导出射的光一定程度的准直性直接进行信号的发送和接收;另外一种是垂直耦合,通过芯片上制作好的垂直耦合光栅结构进行信号的接收和传送。目前,将结构调整和材料填充两种方式有机地结合在一起,来系统研究硅基光子材料器件的制备方法尚未发现。
技术实现思路
本专利技术旨在解决
技术介绍
中存在的问题,提出一种新型的硅基光子材料器件制备方法。本专利技术采用的技术方案如下:一种硅基光子材料器件制备方法,包括以下步骤:a)加工制作出具有高密度和小尺寸的有序硅纳米晶粒:首先,通过切片、磨片和抛光的工序进行粗硅制备,粗硅经过提纯后得到晶体生长的原料;然后将晶体生长的原料放在坩埚中加热熔化,在熔体表面接籽晶提拉熔体,在受控条件下,使籽晶和熔体的交界面上不断进行原子或分子的重新排列,随降温逐渐凝固而生长出单晶体;最后通过切割机将晶体切成厚度为几百微米的晶粒;b)通过光刻工艺的方式对晶粒进行加工:首先,利用光刻胶处理设备把光刻胶旋涂到晶粒表面;然后将掩膜图形转移到晶粒表面的光刻胶上,再经过分步重复曝光和显影处理之后,在晶粒上形成需要的图形;c)采用UHV/CVD在硅衬底上生长Ge量子点:首先,在硅衬底上生长一层 ...
【技术保护点】
一种硅基光子材料器件制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)加工制作出具有高密度和小尺寸的有序硅纳米晶粒:首先,通过切片、磨片和抛光的工序进行粗硅制备,粗硅经过提纯后得到晶体生长的原料;然后将晶体生长的原料放在坩埚中加热熔化,在熔体表面接籽晶提拉熔体,在受控条件下,使籽晶和熔体的交界面上不断进行原子或分子的重新排列,随降温逐渐凝固而生长出单晶体;最后通过切割机将晶体切成厚度为几百微米的晶粒;b)通过光刻工艺的方式对晶粒进行加工:首先,利用光刻胶处理设备把光刻胶旋涂到晶粒表面;然后将掩膜图形转移到晶粒表面的光刻胶上,再经过分步重复曝光和显影处理之后,在晶粒上形成需要的图形;c)采用UHV/CVD在硅衬底上生长Ge量子点:首先,在硅衬底上生长一层缓冲层;然后交替生长Ge量子点和硅间隔层以形成有源区;最后在硅顶层上生长厚度为1.5nm的氧化层,构成MOS结构的栅氧;d)对加工过后的晶粒掺杂化学混合元素;e)利用步骤d)制备得到的晶粒形成光开关阵列构成光波导开关;f)化学研磨与物理成型:首先采用化学机械抛光技术,使用抛光垫和化学研磨剂选择性抛光沉积层使其平坦化;然后利用铜镶嵌互连工艺,采用精细 ...
【技术特征摘要】
1.一种硅基光子材料器件制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)加工制作出具有高密度和小尺寸的有序硅纳米晶粒:首先,通过切片、磨片和抛光的工序进行粗硅制备,粗硅经过提纯后得到晶体生长的原料;然后将晶体生长的原料放在坩埚中加热熔化,在熔体表面接籽晶提拉熔体,在受控条件下,使籽晶和熔体的交界面上不断进行原子或分子的重新排列,随降温逐渐凝固而生长出单晶体;最后通过切割机将晶体切成厚度为几百微米的晶粒;b)通过光刻工艺的方式对晶粒进行加工:首先,利用光刻胶处理设备把光刻胶旋涂到晶粒表面;然后将掩膜图形转移到晶粒表面的光刻胶上,再经过分步重复曝光和显影处理之后,在晶粒上形成需要的图形;c)采用UHV/CVD在硅衬底上生长Ge量子点:首先,在硅衬底上生长一层缓冲层;然后交替生长Ge量子点和...
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