[发明专利]一种基于SOI晶片的可调光栅滤波器及制备方法

权利要求书

1.一种基于SOI晶片的可调光栅滤波器，其特征在于，包括SOI晶片，SOI晶片的顶层硅被全刻蚀形成间隔的、周期性设置的矩形硅和光栅刻槽，所述刻槽内填充介质材料，在所述介质材料上制备一定厚度的金属层作为加热电极，所述的电极位置位于矩形硅和光栅刻槽的两侧；所述介质材料为电热材料，所述电热材料比硅的折射率小；可调光栅滤波器的结构由波导区、光栅区、温度调控区所组成，波导区是在顶层硅通过微加工制作波导结构而实现，光栅区是通过微纳加工工艺制备完全刻蚀型的光栅刻槽而实现的，由一定的周期数量所组成，其具体参数是根据布拉格波长原理和具体材料参数及滤波波段设计，温控区由介质材料和加热电极所组成。

2.一种制备如权利要求1所述的基于SOI晶片的可调光栅滤波器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对SOI晶片进行清洗烘干；

步骤二：在SOI晶片的顶层硅表面设置掩膜层，通过光刻或电子束光刻工艺将掩膜层图形化；

步骤三：进行顶层硅的全刻蚀，制作出周期性设置的条形波导和光栅刻槽；

步骤四：去除掩膜层，将介质材料填充进光栅刻槽间；

步骤五：在介质材料上制备加热金属电极。

3.根据权利要求2所述的一种制备基于SOI晶片的可调光栅滤波器的方法，其特征在于，步骤一中，将SOI晶片进行水、丙酮或乙醇清洗、再烘干的预处理过程，然后备用。

4.根据权利要求2所述的一种制备基于SOI晶片的可调光栅滤波器的方法，其特征在于，步骤二中，在 SOI晶片一的顶层硅表面旋涂光刻胶，软烘后用带有光栅和波导图形的掩膜版做掩膜，所述光刻胶为掩膜层，将光刻胶进行曝光，显影，使光刻胶图形化，然后在115℃~120℃下烘干。

5.根据权利要求2所述的一种制备基于SOI晶片的可调光栅滤波器的方法，其特征在于， 步骤三中，用干法进行SOI晶片一的顶层硅的全刻蚀，制作出波导结构和光栅刻槽。

6.根据权利要求2所述的一种制备基于SOI晶片的可调光栅滤波器的方法，其特征在于，步骤四中，用湿法去除SOI晶片一上的光刻胶和掩膜层，烘干后将介质材料PDMS灌注于SOI晶片一光栅刻槽间，并烘干使PDMS固化。

7.根据权利要求2所述的一种制备基于SOI晶片的可调光栅滤波器的方法，其特征在于，步骤五包括：旋涂光刻胶，进行烘胶后，与步骤二中的光刻进行套刻，显影露出要沉积金属电极的特定区域，烘干；溅射一定厚度的两层金属， lift-off 剥离光刻胶和光刻胶上的金属，最终在特定区域留下金属电极；烘干。