[发明专利]一种高折射率差YAG单晶异质结构薄膜波导及其制备方法

权利要求书

1.一种高折射率差YAG单晶异质结构薄膜波导，包括有He离子注入的YAG晶体(1)和YAG晶体衬底(2)，其特征在于，在所述He离子注入的YAG晶体(1)的注入面之下依次具有SiO₂薄膜(3)、第一钛沉积层(41)、第一铜沉积层(51)；所述衬底YAG晶体表面之上依次具有第二钛沉积层(42)、第二铜沉积层(52)，所述第一铜沉积层(51)和所述第二铜沉积层(52)之间具有Cu-Sn键合层(7)。

2.一种高折射率差YAG单晶异质结构薄膜波导及其制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、采用111切向YAG晶体材料(8)作为样品，通过注入过程将能量为200keV、剂量为8×10¹⁶ions/cm²的He离子注入样品的表面；

步骤2、对有He离子注入的YAG晶体进行标准RCA配方清洗后，在注入面采用等离子体增强化学气相沉积方法制备一层厚度1.6微米的SiO₂薄膜，沉积条件包括沉积环境温度为250℃、沉积时间为60min；

步骤3、分别在有He离子注入的YAG晶体的注入面和YAG晶体衬底的表面进行沉积，依次得到厚度为100nm、5μm和1μm的钛沉积层、铜沉积层和锡薄膜沉积层；

步骤4、将有He离子注入的YAG晶体和YAG晶体衬底贴合在一起并加热到270℃保持10min，确保有He离子注入的YAG晶体和YAG晶体衬底通过Cu-Sn键合的方式结合到一起，Cu-Sn键合条件包括键合环境温度为270℃、键合时间为10min；

步骤5、完成键合的样品在退火炉中加热到600℃并保持2h，退火完成后，将YAG薄膜完整地从YAG晶体材料上剥离下来。

3.如权利要求2所述的一种高折射率差YAG单晶异质结构薄膜波导制备方法，其特征在于，所述步骤1的注入过程中，离子束方向与样品表面法线方向成7°角，注入离子的束流小于1μA/cm²。