改進型離子掩膜技術制作的玻璃基光波導研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對信息傳輸和處理的速度提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)的電互連因為其固有的物理瓶頸，已經不能繼續(xù)適應高速信息社會的發(fā)展。光互連以其抗電磁干擾、大帶寬、高互連密度等優(yōu)勢，成為解決電互連問題的最佳途徑。光波導自身可以實現小半徑彎曲，且容易實現波分復用技術，所以波導互連已經成為板級光互連中的一個主要連接方式。玻璃基光波導具有損耗小、環(huán)境穩(wěn)定性好、易于集成、成本低等優(yōu)勢，因此非常適合板級光互連中光傳輸層的制作。由于電場輔助離子交換

2、過程存在熱均勻性問題，不適用于大尺寸基片中光波導的制作，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因為其折射率分布、表面散射和“銀線”等原因，損耗較大，失去了在板級光互連制作中的優(yōu)勢。
　　本研究針對以上問題，采用改進型K+離子掩膜技術在玻璃基片上制作了低損耗掩埋型光波導，實驗過程共分為三步：通過K+-Na+離子交換在玻璃基片表面制作K+離子掩膜層；通過Ag+-Na+離子交換制作光波導結構；通

3、過Na+-Ag+離子反交換制作掩埋型光波導。經過實驗優(yōu)化，制得的光波導傳輸損耗為0.23dB/cm，耦合損耗為0.23dB。與傳統(tǒng)Ag+-Na+離子交換相比，光波導損耗有大幅度地降低。與電場輔助離子交換相比，插入損耗相近，但制作過程和設備大大簡化，也避免了離子交換過程中出現的掩埋深度不均勻的現象，因此本文提出的改進型K+離子掩膜技術適用于板級光互連中光互連層的制作。從離子交換的物理機制出發(fā)，結合實驗相關參數，針對改進型 K+離子掩膜技術