合集2021上第389页是Ranovus的通过光场泄露做的SSC模斑转换,是一种准悬空结构,无需对氧化硅层做悬梁臂的设计,比悬空结构有了机械增强的效果。
但,衬底硅和顶层的波导硅,都是硅,虽然解决了氧化硅的机械应力,但衬底依然需要掏空,来防止硅光场从顶层移到衬底,造成泄露,损耗增加。
衬底很厚,掏空,意味着依然存在局部塌陷,机械支撑不足的问题。
合集2021下册的346页,通过两次SSC转换,进行波导抬高,可以解决衬底掏空的局部塌陷问题。但毕竟需要两侧氮化硅的光场转换,工艺难度也不低。
对于大规模的制造,沿着Y8T60 台积电硅光后期组装工艺,Y8T61 硅光集成2.5D/3D高密度封装-2,继续,台湾省的台积电,类似2021下第346页无需掏空,周边覆盖氧化硅的设计,可进一步改良。
既满足有氧化硅机械支撑,又不会衬底泄露,同时也不需要做多层氮化硅模场转换。
顶层硅前端做锥型,做场的泄露,与前边一样的。
锥型波导,周边打孔,穿透氧化硅层。
导入腐蚀液,衬底硅局部被掏空。这个和带有悬梁臂的纯悬空波导一样,但是纯悬空波导,这些空隙必须保留,不能二次填充。但准悬空结构是可以进行二次填充的。
接下来,热氧化或沉积一层氧化硅薄膜。
旋涂玻璃胶,从空隙中流入填充,达到避免塌陷,避免衬底泄露的目的。
小结一下:
①纯悬空结构,2020合集第639页,氧化硅层和硅衬底都需局部掏空,且不能填充,空气是做为光学包层出现的,对后期的工艺选择有限制。
②准悬空结构,2021上389页,氧化硅层无需掏空,只需掏空衬底,可填充,也可不填充,只是衬底较厚,需要wafer倒置,也较厚面积的填充,引起应力不匹配的现象。内应力较大。
③2021下346页,氧化硅层和衬底都无需掏空,但需要两层氮化硅波导进行光场抬高。
这一次的改良,更适合规模制造,无需③的两层氮化硅抬高,也无需②的wafer衬底刻蚀,可以在传统的顶部进行,与①相比能进行填充,内应力小,可靠性高。