微光子集成芯片的关键工艺研究.pdf

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1、分类号：——UDC．——密级：卫公五编号：——微光子集成芯片的关键工艺研究STUDYTHEKEYPROCESSOFMICROPHOTONICINTEGRATEDCHIP学位授予单位及代码：量查堡王太堂!!Q!墨鱼2学科专业名称及代码：羞堂(QZQ2QZ2论文起止时间：2012．11—2013．12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《微光子集成芯片的关键工艺研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文

2、的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：导师签名：渤

3、鹄摘要随着网络数据需求的增长，人们对宽带有了更多的需求。为了适应这一需求，“宽带中国”国家战略已经进入实施阶段，光纤接入是实现“宽带中国”战略的基础，光分配节点是光纤接入网络的重要组成部分，而平面光波导分路器是其最重要的器件之一。分路器市场需要量日益增长，已经成为光通信产业的热点之一。本文主要内容包括：(1)研究了波导与光纤之间的模场匹配损耗和对准偏差损耗特性。分析了横向错位、纵向间距和轴向角度对准因素对波导和光纤耦合损耗的影响。采用双峰模场匹配法，优化了过渡波导结构，减少了过渡损耗。(2)研究了二氧化硅光波导的制作工艺。采用等离子体化学气相

4、沉积生长二氧化硅薄膜，研究了二氧化硅薄膜掺杂工艺和等离子体化学气相沉积工艺参数对二氧化硅薄膜生长速率、折射率和应力的影响；采用光刻和刻蚀制作了二氧化硅波导结构，优化了石英基二氧化硅波导光刻工艺，研究了电感耦合等离子体的工艺参数对二氧化硅薄膜刻蚀速率的影响；采用退火炉对二氧化硅波导进行退火处理，研究了退火对二氧化硅薄膜性能和石英基二氧化硅薄膜应力的影响，优化了退火工艺。(31进行了分路器芯片的研磨，搭建了分路器测试系统。采用紫外固化胶把芯片和载玻片粘合，采用自行设计的研磨夹具进行芯片的研磨，解决了芯片研磨过程中容易发生端面崩边的问题；采用自行设

5、计的芯片夹具和光纤阵列夹具，搭建了光纤．波导对准系统。关键词：平面光波导器件；分路器；等离子体化学气相沉积；二氧化硅AbstractWiththerapidgrowthofnetworkdata,thedemandforbroadbandbecomesmoreandmoreurgent．Inordertomeetthisdemand，thenationalstrategyof”BroadbandChina”hasenteredtheimplementationphase，andopticalfiberaccessisthebasisof”Br

6、oadbandChina”nationalstrategy．Thelightdistributionofnodesisanimportantpartofopticalfiberaccessnetwork，andtheplanaropticalwaveguidesplitterisoneofthemostimportantdevice．Thesplitterdevicemarketdemandisgrowing，andithasbecomeoneofthehotspotsoftheopticalcommunicationsindustry．Th

7、emaincontentsasfollows：(1)Studythemodefieldmismatchlossandmisalignmentlosscharacteristicsbetweenthewaveguidesandfiber．Analysistheinfluenceofthelateraldisplacement，verticalspacingandalignmentoffactorstheaxialangleonthewaveguidesandfibercouplingloss．Usingbimodalmodefieldmatch

8、ingmethodtooptimizethetransitionwaveguidestructure，reducingthetransitionloss．(2)Th