[发明专利]基于硅衬底氮化物材料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材料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：

所述硅衬底层具有一个贯穿至顶层氮化物层下表面的长方体空腔；

所述顶层氮化物器件层位于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所述的基于硅衬底氮化物材料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所述的基于硅衬底氮化物材料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材料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，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步骤：

步骤（1）：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旋涂一层电子束光刻胶层；

步骤（2）：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（3）：采用氮化物刻蚀技术将步骤（2）中的纳米光子器件结构转移到所述顶层氮化物器件层；

步骤（4）：在所述顶层氮化物器件层的上表面再次旋涂一层光刻胶层用于保护步骤（3）中转移到顶层氮化物器件层的纳米光子器件结构；

步骤（5）：在所述硅衬底III族氮化物晶片的硅衬底层下表面旋涂一层光刻胶层，利用背后对准技术，在硅衬底层下表面的光刻胶层打开一个刻蚀窗口；

步骤（6）：将所述顶层氮化物器件层作为刻蚀阻挡层，利用深硅刻蚀工艺，通过刻蚀窗口将所述硅衬底层贯穿刻蚀至所述顶层氮化物器件层的下表面，使所述硅衬底层形成一个贯穿至所述顶层氮化物器件层下表面的长方体空腔；

步骤（7）：采用氧气等离子体灰化方法去除残余的光刻胶层。

5.根据权利要求4所述的基于硅衬底氮化物材料的悬空谐振光子器件的制备方法，其特征在于还包括如下处理：

步骤（8）：通过背后减薄技术，将所述顶层氮化物器件层位于空腔上部的悬空部分从其下表面进行减薄处理。

6.根据权利要求4所述的基于硅衬底氮化物材料的悬空谐振光子器件的制备方法，其特征在于：步骤（2）中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。

7.根据权利要求4所述的基于硅衬底氮化物材料的悬空谐振光子器件的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述纳米光子器件结构为线形光栅结构。