[发明专利]基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件，实现载体为硅衬底III族氮化物晶片，包括硅衬底层，以及设置在硅衬底层上的顶层氮化物器件层，其特征在于：

所述硅衬底层具有一个贯穿至所述顶层氮化物器件层下表面的长方体空腔；

所述顶层氮化物器件层具有周期性氮化物纳米结构。

2.根据权利要求1所述的基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件，其特征在于：所述顶层氮化物器件层位于所述空腔上部的悬空部分的下表面具有一层金属反射膜。

3.根据权利要求2所述的基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件，其特征在于：所述金属反射膜的材质为银。

4.一种基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件的制备方法，选择硅衬底III族氮化物晶片为实现载体，包括硅衬底层，以及设置在硅衬底层上的顶层氮化物器件层，其特征在于包括如下步骤：

步骤（1）：在所述III族硅衬底氮化物晶片的顶层氮化物器件层的上表面和硅衬底层的下表面各旋涂一层光刻胶；

步骤（2）：采用深硅刻蚀技术将所述硅衬底层贯穿刻蚀至所述顶层氮化物器件层的下表面，形成一个长方体的空腔；

步骤（3）：采用氧气等离子灰化的方法去除残余的光刻胶；

步骤（4）：采用氮化物刻蚀技术，对位于所述空腔上部的顶层氮化物器件层的悬空部分进行背后减薄；

步骤（5）：采用自组装技术在所述顶层氮化物器件层的上表面形成刻蚀掩膜层；

步骤（6）：采用氮化物刻蚀技术在所述顶层氮化物器件层上定义周期性氮化物纳米结构；

步骤（7）：采用BHF或Vapor HF工艺去除顶层氮化物器件层上表面的刻蚀掩膜层残余颗粒。

5.根据权利要求4所述的基于硅衬底的氮化物悬空纳米光子器件的制备方法，其特征在于还包括如下处理：

步骤（8）：在所述顶层氮化物器件层位于所述空腔上部的悬空部分的下表面沉积一层金属反射膜。

6.根据权利要求4所述的基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中的刻蚀掩膜层为单层二氧化硅薄膜。

7.根据权利要求5所述的基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件的制备方法，其特征在于：所述金属反射膜的材质为银。

8.一种基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件的制备方法，选择硅衬底III族氮化物晶片为实现载体，包括硅衬底层，以及设置在硅衬底层上的顶层氮化物器件层，其特征在于包括如下步骤：

步骤（1）：采用自组装技术在所述顶层氮化物器件层的上表面形成刻蚀掩膜层；

步骤（2）：采用氮化物刻蚀技术在所述顶层氮化物器件层上定义周期性氮化物纳米结构；

步骤（3）：采用BHF或Vapor HF工艺去除顶层氮化物器件层上表面的刻蚀掩膜层残余颗粒；

步骤（4）：在所述III族硅衬底氮化物晶片的顶层氮化物器件层的上表面和硅衬底层的下表面各旋涂一层光刻胶；

步骤（5）：采用深硅刻蚀技术将所述硅衬底层贯穿刻蚀至所述顶层氮化物器件层的下表面，形成一个长方体的空腔；

步骤（6）：采用氧气等离子灰化的方法去除残余的光刻胶；

步骤（7）：采用氮化物刻蚀技术，对位于所述空腔上部的顶层氮化物器件层的悬空部分进行背后减薄。

9.根据权利要求8所述的基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件的制备方法，其特征在于还包括如下处理：

步骤（8）：在所述顶层氮化物器件层位于所述空腔上部的悬空部分的下表面沉积一层金属反射膜。

10.根据权利要求8所述的基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中的刻蚀掩膜层为单层二氧化硅薄膜。

11.根据权利要求8所述的基于硅衬底氮化物的悬空纳米光子器件的制备方法，其特征在于：所述金属反射膜的材质为银。