[发明专利]一种基于倏逝波的离子浓度测试芯片

权利要求书

1.一种基于倏逝波的离子浓度测试芯片的制作方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，将石英衬底清洗干净，所述衬底为石英晶圆；

步骤2，在石英衬底上采用PECVD工艺淀积波导芯层；

步骤3，对波导芯层进行高温退火处理，其中，退火温度为900-1100℃，退火时间为3-5小时；

步骤4，在波导芯层表面形成掩膜层；

步骤5，在掩膜层上涂覆光刻胶，利用光刻工艺将光刻板上的图形转移到光刻胶上，形成具有预设图案的光掩膜；

步骤6，利用ICP刻蚀掩膜层，以形成硬掩膜层，然后采用ICP去除掩膜层上的光刻胶层；

步骤7，采用ICP刻蚀芯层，形成具有预设结构的所述波导芯层；

步骤8，去除芯层上的掩膜层；

步骤9，采用PECVD淀积掺硼、磷的上包层，然后对掺硼、磷的上包层做高温回流处理；

步骤10，在上包层表面形成掩膜层；

步骤11，在上包层上涂覆光刻胶，利用光刻工艺将套刻板上的图形转移到光刻胶上，形成具有预设图案的光掩膜；

步骤12，利用ICP刻蚀掩膜层，以形成硬掩膜层，然后采用ICP去除掩膜层上的光刻胶层；

步骤13，采用ICP刻蚀芯层，形成具有预设结构的微槽；

步骤14，去除上包层上的掩膜层；

步骤15，利用切割机将加工后的石英晶圆切成多个芯片，端面磨抛0°到90°之间的任意角度。

2.根据权利要求1所述的基于倏逝波的离子浓度测试芯片的制作方法，其特征在于：在步骤4中，所述掩膜层为采用LPCVD淀积的多晶硅掩膜层或采用磁控溅射生长的金属掩膜层或光刻胶掩膜层。

3.根据权利要求1所述的基于倏逝波的离子浓度测试芯片的制作方法，其特征在于：在步骤8中，利用湿法腐蚀去除引导芯层上的多晶硅掩膜层或金属掩膜层；利用ICP刻蚀去除引导芯层上的光刻胶掩膜层。

4.根据权利要求1所述的基于倏逝波的离子浓度测试芯片的制作方法，其特征在于：所述测试芯片包括芯片本体，所述芯片本体包括衬底（1）、波导（2）和包层（3），包层（3）将波导（2）包裹在衬底（1）上，且在包层（3）上与波导（2）相对应的位置设置有微槽（4），微槽（4）的宽度大于波导（2）的宽度，且在微槽（4）的内壁涂覆有待测离子物质荧光识别材料；所述衬底（1）的材料为纯石英玻璃，所述波导（2）为掺Ge的二氧化硅；所述包层（3）的材料为掺B、P的二氧化硅。

5.根据权利要求4所述的基于倏逝波的离子浓度测试芯片的制作方法，其特征在于：所述波导（2）为M×N型波导，在波导的输出端上间隔设置有若干微槽（4）。

6.根据权利要求4所述的基于倏逝波的离子浓度测试芯片的制作方法，其特征在于：所述波导（2）的端面磨抛角度为0°到90°。

7.根据权利要求4所述的基于倏逝波的离子浓度测试芯片的制作方法，其特征在于：所述波导（2）的入射角大于等于临界角C，所述临界角C的计算公式为：

；

其中，n1为波导（2）的折射率，n2为包层（3）的折射率。