[发明专利]基于硅衬底氮化物的悬空谐振光子器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硅衬底氮化物的悬空谐振光子器件，实现载体为硅衬底III族氮化物晶片，包括硅衬底层，以及设置在硅衬底层上的顶层氮化物器件层，其特征在于：

所述硅衬底层为凹形结构，上部开口为一个长方体的空腔；

所述顶层氮化物器件层位于长方体空腔上部的悬空部分具有纳米光子器件结构。

2.根据权利要求1所述基于硅衬底氮化物的悬空谐振光子器件，其特征在于：所述纳米光子器件结构为圆形光栅结构或二维光子晶体结构。

3.根据权利要求1所述基于硅衬底氮化物的悬空谐振光子器件，其特征在于：所述纳米光子器件结构为线形光栅结构。

4.一种基于硅衬底氮化物的悬空谐振光子器件的制备方法，选用硅衬底III族氮化物晶片为实现载体，硅衬底III族氮化物晶片包括硅衬底层，以及设置在硅衬底层上的顶层氮化物器件层，其特征在于包括如下具体步骤：

步骤（1）：采用电子束蒸发技术在所述硅衬底III族氮化物晶片的顶层氮化物器件层上表面沉淀一层氧化铪薄膜层作为刻蚀掩模层；

步骤（2）：在所述刻蚀掩模层上表面旋涂一层电子束光刻胶层；

步骤（3）：采用电子束曝光技术在所述电子束光刻胶层定义纳米光子器件结构；

步骤（4）:采用离子束轰击技术将步骤（3）中的纳米光子器件结构转移到所述氧化铪薄膜层；

步骤（5）：采用氮化物刻蚀技术将所述顶层氮化物器件层按照步骤（4）中的纳米光子器件结构贯穿刻蚀至所述硅衬底层上表面；

步骤（6）：采用各向同性硅刻蚀技术将顶层氮化物器件层具有纳米光子器件结构部分的下部硅衬底剥离，硅衬底层形成凹形结构，使顶层氮化物器件层具有纳米光子器件结构的部分形成悬空结构；

步骤（7）：采用氧气等离子灰化方法去除残余电子束光刻胶层；

步骤（8）：采用BHF或Vapor HF工艺，去除残余的氧化铪薄膜层。

5.根据权利要求4所述的基于硅衬底氮化物的悬空谐振光子器件的制备方法，其特征在于所述步骤（3）中的纳米光子器件结构为圆形光栅结构或二维光子晶体结构。

6.根据权利要求4所述的基于硅衬底氮化物的悬空谐振光子器件的制备方法，其特征在于所述步骤（3）中的纳米光子器件结构为线形光栅结构。