Plattform zur photonischen Integration mit ultraniedriger Temperatur auf Basis von Siliziumdioxid-Nitrid

Hochwertige SiNx-Filme mit kontrollierbarem niedrigem Stress und niedrigen optischen Verlusten werden bei ultraniedriger Temperatur (75 °C) durch induktiv gekoppelte Plasma-Chemieverfahren (ICP-CVD) abgelagert. Zwei Arten integrierter photonischer Strukturen wurden demonstriert, die die Eignung als Plattform für die photonische Integration veranschaulichen. Eine Mikrohohlraumstruktur besteht aus zwei verteilten Bragg-Reflektoren (DBR), die durch abwechselnde Schichten aus insgesamt 49 Schichten von SiNx und SiO2 mit einer Gesamtdicke von etwa 11,5 μm gebildet werden und ohne Risse gewachsen sind, was die hervorragende Stresskontrolle im Prozess bestätigt. Mikroringresonatoren werden ebenfalls in der abgelagerten planaren SiNx-Wellenleiter-Schicht mittels Elektronenstrahllithografie (EBL) und Plasmaätzen gefertigt. Ein durchschnittlicher Wellenleitungsverlust von 0,79 ± 0,22 dB/cm wurde im Bereich von 1550-1600 nm für Ringradien größer als 40 μm erreicht. Das bei ultraniedriger Temperatur gewachsene SiNx mit Eigenschaften von niedrigem Verlust und niedrigem Stress ist daher eine vielversprechende Plattform für die photonische Integration in verschiedenen Anwendungen der photonischen Integration.