[发明专利]一种纳米级谐振光子器件硅衬底刻蚀集成制备工艺

摘要

本发明公开了一种纳米级谐振光子器件硅衬底刻蚀集成制备工艺，选用硅衬底晶片为实现载体，在顶层硅器件层的上表面沉积一层复合氧化物薄膜层；在复合氧化物薄膜层上表面旋涂一层电子束光刻胶层；采用电子束曝光技术在电子束光刻胶层上定义纳米光子器件结构；采用离子束轰击技术将纳米光子器件结构转移到复合氧化物薄膜层；将复合氧化物薄膜层按照纳米光子结构刻穿至硅衬底晶片的上表面；采用各项同性硅刻蚀技术，从硅衬底晶片的下表面向上剥离硅衬底晶片，形成一个凹形空腔结构；采用氧气等离子灰化方法去除残余的电子束光刻胶层；在第一环状层及第二环状层的各表面沉积一层薄膜即完成该制备工艺。

主权项

一种纳米级谐振光子器件硅衬底刻蚀集成制备工艺，其特征在于，选用硅衬底晶片为实现载体，其特征在于包括如下步骤：a：在所述顶层硅器件层的上表面沉积一层复合氧化物薄膜层；所述复合氧化物薄膜层的制备方法，具体步骤如下：将纯度大于90％的泡沫镍片置于5‑8％的盐酸中超声清洗，然后用去离子水冲洗干净，烘干后备用；将异丙醇铝按11‑16g∶1L的比例加入到浓度为0.06‑0.1mol/L的稀硝酸溶液中，搅拌5‑10min，迅速放入水浴锅加热到80‑100℃恒温回流6‑12h，冷却后即形成半透明的溶胶；将溶胶进行离心分离，除去沉淀，即得到异丙醇铝溶胶；再用1％的氨水调节PH值至5.5‑8.5；将步骤制备的异丙醇铝溶胶倒入反应釜中，并放入泡沫镍片，于85‑120℃下反应25‑35h，冷却，取出镍片，用去离子水冲洗后烘干，再经300‑500℃焙烧2‑5h，即在泡沫镍基体表面得到复合氧化物薄膜层；b：在所述复合氧化物薄膜层上表面旋涂一层电子束光刻胶层；c：采用电子束曝光技术在所述电子束光刻胶层上定义纳米光子器件结构，所述纳米光子器件结构由具有同心圆结构且直径不同的第一环状层与第二环状层构成，所述第一环状层与第二环状层之间有圆环状间隙；d：采用离子束轰击技术将步骤c中的纳米光子器件结构转移到所述复合氧化物薄膜层；e：将所述复合氧化物薄膜层按照步骤d中的纳米光子结构刻穿至所述硅衬底晶片的上表面；f：采用各项同性硅刻蚀技术，从所述硅衬底晶片的下表面向上剥离硅衬底晶片，形成一个凹形空腔结构；g：采用氧气等离子灰化方法去除残余的电子束光刻胶层；h：在所述第一环状层及第二环状层的各表面沉积一层薄膜即完成该制备工艺。