改進(jìn)型離子掩膜技術(shù)制作的玻璃基光波導(dǎo)研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)信息傳輸和處理的速度提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的電互連因?yàn)槠涔逃械奈锢砥款i，已經(jīng)不能繼續(xù)適應(yīng)高速信息社會(huì)的發(fā)展。光互連以其抗電磁干擾、大帶寬、高互連密度等優(yōu)勢(shì)，成為解決電互連問(wèn)題的最佳途徑。光波導(dǎo)自身可以實(shí)現(xiàn)小半徑彎曲，且容易實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)，所以波導(dǎo)互連已經(jīng)成為板級(jí)光互連中的一個(gè)主要連接方式。玻璃基光波導(dǎo)具有損耗小、環(huán)境穩(wěn)定性好、易于集成、成本低等優(yōu)勢(shì)，因此非常適合板級(jí)光互連中光傳輸層的制作。由于電場(chǎng)輔助離子交換

2、過(guò)程存在熱均勻性問(wèn)題，不適用于大尺寸基片中光波導(dǎo)的制作，所以目前一般都是采用Ag+-Na+熱離子交換的方法。但是這種方法制作的表面光波導(dǎo)因?yàn)槠湔凵渎史植肌⒈砻嫔⑸浜汀般y線”等原因，損耗較大，失去了在板級(jí)光互連制作中的優(yōu)勢(shì)。
　　本研究針對(duì)以上問(wèn)題，采用改進(jìn)型K+離子掩膜技術(shù)在玻璃基片上制作了低損耗掩埋型光波導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程共分為三步：通過(guò)K+-Na+離子交換在玻璃基片表面制作K+離子掩膜層；通過(guò)Ag+-Na+離子交換制作光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；通

3、過(guò)Na+-Ag+離子反交換制作掩埋型光波導(dǎo)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，制得的光波導(dǎo)傳輸損耗為0.23dB/cm，耦合損耗為0.23dB。與傳統(tǒng)Ag+-Na+離子交換相比，光波導(dǎo)損耗有大幅度地降低。與電場(chǎng)輔助離子交換相比，插入損耗相近，但制作過(guò)程和設(shè)備大大簡(jiǎn)化，也避免了離子交換過(guò)程中出現(xiàn)的掩埋深度不均勻的現(xiàn)象，因此本文提出的改進(jìn)型K+離子掩膜技術(shù)適用于板級(jí)光互連中光互連層的制作。從離子交換的物理機(jī)制出發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù)，針對(duì)改進(jìn)型 K+離子掩膜技術(shù)