[发明专利]一种层间耦合器、一种制备层间耦合器的方法

权利要求书

1.一种层间耦合器，其特征在于，包括：硅衬底、设置在硅衬底上的二氧化硅包层、位于所述二氧化硅包层的下半部分的硅波导层、位于所述二氧化硅包层的上半部分的氮化硅层；

所述硅波导层包括硅长方体、亚波长光栅结构以及混合结构，所述硅长方体位于层间耦合器的一端，所述混合结构与所述硅长方体相连接，所述混合结构由硅锥体以及相同尺寸的各硅波导块排列组成，所述亚波长光栅结构与所述混合结构相连接，所述亚波长光栅结构由不同尺寸的各硅波导块排列组成，且远离所述硅长方体的硅波导块的尺寸小于靠近所述硅长方体的硅波导块的尺寸；

所述氮化硅层包括氮化硅长方体以及氮化硅结构，所述氮化硅长方体位于层间耦合器的另一端，所述氮化硅结构与所述氮化硅长方体相连接，所述氮化硅结构中的远离所述氮化硅长方体的横截面积小于靠近所述氮化硅长方体的横截面积。

2.如权利要求1所述的层间耦合器，其特征在于，所述混合结构由硅锥体以及按照相同间隔距离进行排列的相同尺寸的各硅波导块组成。

3.如权利要求1所述的层间耦合器，其特征在于，所述亚波长光栅结构由按照相同间隔距离进行排列的不同尺寸的各硅波导块组成。

4.如权利要求1所述的层间耦合器，其特征在于，所述硅波导层的厚度为220纳米。

5.如权利要求1所述的层间耦合器，其特征在于，所述氮化硅层的厚度为300纳米。

6.如权利要求1所述的层间耦合器，其特征在于，所述硅波导层与所述氮化硅层之间的层间隔距离为300纳米。

7.如权利要求1所述的层间耦合器，其特征在于，各硅波导块之间的块间隔距离为300纳米，所述硅波导块的宽度范围为170纳米～300纳米。

8.如权利要求1所述的层间耦合器，其特征在于，所述硅锥体的宽度范围为120纳米～500纳米。

9.一种制备层间耦合器的方法，其特征在于，包括：

获取硅衬底；

通过电子束暴光系统，构建硅波导层图案；

对所述硅波导层图案进行显影，得到显影后的硅波导层图案，并通过电感耦合等离子光谱发生仪对所述显影后的硅波导层图案进行刻蚀，生成硅波导层；

通过等离子体增强化学气相沉积法，在所述硅衬底表面生成第一二氧化硅层，包裹所述硅波导层，并在所述第一二氧化硅层表面生成氮化硅层之后，在所述氮化硅层表面生成第二二氧化硅层，以完成层间耦合器的制备。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在通过电子束暴光系统，构建硅波导层图案之前，所述方法还包括：

通过设定溶液，对所述硅衬底进行清理，并烘干。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设定溶液包括：丙酮溶液、异丙酮溶液以及水中的至少一种。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过电感耦合等离子光谱发生仪对所述显影后的硅波导层图案进行刻蚀，生成硅波导层，具体包括：

通过电感耦合等离子光谱发生仪对所述显影后的硅波导层图案进行刻蚀，生成厚度为220纳米的硅波导层。

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第一二氧化硅层表面生成氮化硅层，具体包括：

通过等离子体增强化学气相沉积法控制氮化硅的沉积速率，在所述第一二氧化硅层表面生成厚度为300纳米的氮化硅层。