【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种倒置结构薄膜铌酸锂/钽酸锂电光调制器的制备方法，属于电光调制器。
技术介绍
1、随着互联网和数字媒体的普及以及数据中心和云计算的发展，对高速、大量、长距离数据传输的需求不断增长，这些需求推动了光通信技术的不断发展与应用。宽带电光调制器是实现高速数据传输和微波信号处理的重要器件，利用电场控制光波特性(如相位、幅度或频率)，可以将电信号中的信息快速加载到光信号上。铌酸锂(lithium niobate,ln)、硅和iii-v族半导体是目前电光调制器最常用的几种材料，其中铌酸锂不仅物理、化学稳定性好、低损耗光学窗口大、电光系数大(γ33＝30pm/v)，是优异的电光材料。薄膜铌酸锂的开发克服了传统铌酸锂体材料电光调制器尺寸较大的缺点，相较于其他材料的电光调制器，薄膜铌酸锂调制器具有损耗低、半波电压长度积低、调制带宽大、稳定性高、提升空间大的优点[2]。
2、薄膜铌酸锂的质量将直接影响基于该薄膜的光电子器件的性能，因此为了获得高质量的铌酸锂薄膜，常规的薄膜制备技术比如溅射、分子束外延、化学气相沉积都已被尝试，只有离子切割[3]和键合-抛光减薄[4]技术成功获得了高质量的单晶铌酸锂薄膜。然而，在离子注入过程中，会导致铌酸锂的晶体结构受到破坏，可能出现缺陷，如位错、空位和杂质原子。这可能会改变铌酸锂薄膜的折射率，影响其光学性能，还可能改变材料的电导率和电介质常数，从而影响其电光特性，最终影响其在电光调制应用中的性能。虽然退火可以改善铌酸锂薄膜的性能，减轻离子注入造成的损伤，但是并不总是能够完全修复。另一方面，键合-
技术实现思路
1、为了解决光电子器件加工现有技术中获得所用薄膜铌酸锂的方法存在的离子切割中离子注入过程对铌酸锂造成的晶格损伤或键合-抛光减薄过程表面厚度不均不光滑的问题，本申请提了一种倒置结构薄膜铌酸锂/钽酸锂电光调制器制备的技术方案，先直接在光滑的铌酸锂材料表面制备光子器件，将其倒置低温键合在硅上二氧化硅衬底上，再从铌酸锂光子器件层的背面对铌酸锂材料进行减薄、研磨抛光，使之达到光子应用需求的厚度。
2、本申请采用如下技术方案：
3、根据本申请第一方面，提供了一种倒置结构薄膜铌酸锂/钽酸锂电光调制器的制备方法，包括如下步骤：
4、提供器件层，所述器件层的材料选自铌酸锂和/或钽酸锂；
5、在所述器件层上获得波导结构：在所述器件层的一侧表面通过刻蚀或沉积的方式制备所述波导结构；
6、倒置低温键合、减薄：提供衬底，使所述波导结构的一面朝向所述衬底，将所述器件层倒置低温键合于所述衬底上，然后对所述器件层进行减薄；
7、在其中一个实施方式中，所述在所述器件层上获得波导结构的方法包括：在所述器件层的一的表面制备阻挡层，在所述阻挡层的表面制备匀胶层并光刻得到软掩模，然后刻蚀所所述阻挡层得到硬掩模，去除所述硬掩模上的所述软掩模后，进一步刻蚀所述器件层并去除所述硬掩模，在所述器件层的表面形成与所述器件层相同材质的所述波导结构；或，
8、在所述器件层的一侧表面制备匀胶层，光刻后在所述匀胶层上与所述波导结构对应的区域形成贯穿窗口，然后在所述贯穿窗口中沉积波导材料并去除所述匀胶层，在所述器件层的表面形成所述波导结构。
9、在其中一个实施方式中，所述匀胶层的材料选自光刻胶、电子抗蚀剂中的至少一种。
10、在其中一个实施方式中，所述阻挡层的材料选自金属材料或介质材料。
11、在其中一个实施方式中，所述阻挡层的厚度为100～300nm。
12、在其中一个实施方式中，所述匀胶层的厚度为0.2～2μm。
13、在其中一个实施方式中，倒置低温键合使用的键合层的材料选自环氧树脂、聚合物中的至少一种。
14、在其中一个实施方式中，所述制备方法还包括如下步骤：
15、引入电极：在所述器件层上具有所述波导结构的一侧引入电极和/或背离所述波导结构的一侧引入电极。
16、在其中一个实施方式中，所述引入电极的方式选自引入两侧电极、引入上/下电极、同时引入两侧电极和第三电极中的一种。
17、在其中一个实施方式中，所述引入电极的方式为引入两侧电极且所述两侧电极位于所述器件层上具有所述波导结构的一侧时，所述制备方法还包括如下步骤：
18、引入两侧电极：在所述倒置低温键合前于所述器件层上所述波导结构的一侧表面制备匀胶层，光刻后在所述波导结构的相对两侧靠近所述器件层的边缘处与所述两侧电极对应的区域形成贯穿窗口，然后在所述贯穿窗口中沉积电极材料并去除匀胶层，在所述器件层的表面形成所述两侧电极。
19、在其中一个实施方式中，所述引入电极的方式为同时引入两侧电极和第三电极且所述两侧电极位于所述器件层上具有所述波导结构的一侧时，所述制备方法还包括如下步骤：
20、引入第三电极：在所述减薄后于所述器件层背离波导结构的一面制备介质层，然后在所述介质层上沉积第三电极材料层并刻蚀形成所述第三电极。
21、在其中一个实施方式中，所述引入电极的方式为引入上/下电极时，所述制备方法包括如下步骤：
22、引入下电极：在所述倒置低温键合前于所述器件层上所述波导结构的一侧表面制备匀胶层，光刻后在所述波导结构的一侧形成贯穿窗口，然后在所述贯穿窗口中依次沉积介质层材料、下电极材料并去除匀胶层，在所述波导结构上形成依次叠加的介质层、所述下电极；
23、引入上电极：在所述减薄后于器件层背离所述波导结构的一面制备介质层，然后在介质层上沉积上电极材料层形成所述上电极。
24、在其中一个实施方式中，所述引入电极的方式为引入两侧电极且所述两侧电极位于所述器件层背离所述波导结构的一侧表面时，所述制备方法包括如下步骤：
25、引入两侧电极：在所述减薄后于所述器件层上背离所述波导结构的一侧表面制备匀胶层，光刻后在所述波导结构的相对两侧靠近所述器件层的边缘处与所述两侧电极对应的区域形成贯穿窗口，然后在所述贯穿窗口中沉积电极材料并去除匀胶层，在所述器件层的表面形成所述两侧电极。
26、在其中一个实施方式中，所述制备方法还包括如下步骤：
27、制备保护层：在所述倒置结构薄膜铌酸锂/钽酸锂电光调制器背离所述衬底的一面上沉积所述保护层。
28、在其中一个实施方式中，所述保护层的材料选自二氧化硅、氮化硅、聚合物材料、氟化物、氧化铝中的至少一种。
29、在其中一个实施方式中，所述制备方法还包括如下步骤：
30、电极开窗口：在制备所述保护层之后，通过光刻、刻蚀过程在所述倒置结构薄膜铌酸锂/钽酸锂电光调制器上制备窗口引出电极。
31、在其中一个实施方式中，所述波导材料选自sio2、si3n4中的至少一种；
32、在其中一个实施方式中，所述衬底选自石英、氧化硅、一面具有氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种倒置结构薄膜铌酸锂/钽酸锂电光调制器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在所述器件层上获得波导结构的方法包括：在所述器件层的一的表面制备阻挡层，在所述阻挡层的表面制备匀胶层并光刻得到软掩模，然后刻蚀所所述阻挡层得到硬掩模，去除所述硬掩模上的所述软掩模后，进一步刻蚀所述器件层并去除所述硬掩模，在所述器件层的表面形成与所述器件层相同材质的所述波导结构；或，
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引入电极的方式为引入两侧电极且所述两侧电极位于所述器件层上具有所述波导结构的一侧时，所述制备方法还包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述引入电极的方式为同时引入两侧电极和第三电极且所述两侧电极位于所述器件层上具有所述波导结构的一侧时，所述制备方法还包括如下步骤：
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引入电极的方式为引入上/下电极时，所述制备方法包
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引入电极的方式为引入两侧电极且所述两侧电极位于所述器件层背离所述波导结构的一侧表面时，所述制备方法包括如下步骤：
8.根据权利要求4～7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述波导材料选自SiO2、Si3N4中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种倒置结构薄膜铌酸锂/钽酸锂电光调制器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在所述器件层上获得波导结构的方法包括：在所述器件层的一的表面制备阻挡层，在所述阻挡层的表面制备匀胶层并光刻得到软掩模，然后刻蚀所所述阻挡层得到硬掩模，去除所述硬掩模上的所述软掩模后，进一步刻蚀所述器件层并去除所述硬掩模，在所述器件层的表面形成与所述器件层相同材质的所述波导结构；或，
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引入电极的方式为引入两侧电极且所述两侧电极位于所述器件层上具有所述波导结构的一侧时，所述制备方法还包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法...
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