[发明专利]一种光子晶体可调谐滤波器及其制作方法

权利要求书

1.一种光子晶体可调谐滤波器，其特征在于，该光子晶体可调谐滤波器由在绝缘层上硅SOI衬底上依次生长的下反射镜、间隔层和上反射镜，以及贯穿上反射镜、间隔层、下反射镜和SOI衬底顶层硅的空气孔构成。

2.根据权利要求1所述的光子晶体可调谐滤波器，其特征在于，所述上反射镜和下反射镜由多层Si/SiO₂介质膜构成，所述间隔层为Si。

3.根据权利要求2所述的光子晶体可调谐滤波器，其特征在于，所述上反射镜和下反射镜中Si的厚度为SiO₂的厚度为所述间隔层厚度为其中λ是真空波长，n_Si是Si的折射率，n_SiO2是SiO₂的折射率，m为腔的干涉级数。

4.根据权利要求2或3所述的光子晶体可调谐滤波器，其特征在于，所述上反射镜由7层Si/SiO₂介质膜构成，所述下反射镜由9层Si/SiO₂介质膜构成。

5.根据权利要求1所述的光子晶体可调谐滤波器，其特征在于，所述空气孔的直径与周期的比值满足单模传输的要求。

6.根据权利要求5所述的光子晶体可调谐滤波器，其特征在于，所述空气孔的周期为3μm，空气孔的直径与周期的比值小于等于0.15。

7.根据权利要求1所述的光子晶体可调谐滤波器，其特征在于，所述光子晶体为单点缺陷结构，点缺陷处为单模波导。

8.一种光子晶体可调谐滤波器的制作方法，其特征在于，该方法包括：

A、在SOI衬底上依次生长下反射镜、间隔层和上反射镜；

B、在SOI衬底的背面刻蚀出背孔，该背孔贯穿SOI衬底的底层Si和埋氧层SiO₂；

C、在上反射镜表面旋涂电子束胶，前烘；

D、对旋涂的电子束胶进行电子束曝光、显影和定影，在电子束胶上形成三角晶格的光子晶体图案，后烘；

E、刻蚀贯穿上反射镜、间隔层、下反射镜和SOI衬底顶层硅的空气孔，将光子晶体图案转移到多层介质膜中；

F、去胶，完成光子晶体可调谐滤波器的制作。

9.根据权利要求8所述的光子晶体可调谐滤波器的制作方法，其特征在于，

步骤A中所述生长采用电子束蒸发或磁控溅射方法进行；

步骤B中所述在SOI衬底的背面刻蚀出背孔包括：在SOI衬底的背面化学腐蚀出背孔，SOI衬底的埋氧层作为腐蚀自停止层，通过HF腐蚀SOI衬底的埋氧层；

步骤C中所述在上反射镜表面旋涂的电子束胶为PMMA，厚度为400nm；

步骤C中所述前烘包括：在180℃下烘烤10分钟，挥发电子束胶PMMA中的溶剂，增强胶与材料表面的附着；

步骤D中所述对旋涂的电子束胶进行电子束曝光、显影和定影时，显影液采用MIBK∶IPA＝1∶3，定影液采用IPA，显影和定影时间均为15秒；

步骤D中所述后烘包括：在90℃下烘烤30分钟，挥发电子束胶表面的显影液，稳定光子晶体的图形；

步骤E中所述刻蚀采用电感耦合等离子体刻蚀方法；

步骤F中所述去胶包括：采用丙酮80℃加热、乙醇、去离子水清洗，去除残余的电子束胶。