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近年来,光通信技术的迅速发展,带动了光波导器件的研究和发展。有机聚合物光波导材料具有许多独特的优点,例如较高的电光耦合系数,较低的介电常数,响应时间短,加工工艺简单经济,可以用来制作大容量,高速度,抗电磁干扰的光波导开关。在有机聚合物光波导制作中,首先需要制备性能优异的薄膜,然后再通过光刻、刻蚀等工艺将薄膜制作成特定光波导的形状。为了很好的满足器件设计指标,光波导的宽度要求比较严格,而光刻工艺是影响波导宽度的重要因素。光刻尺寸的精度将直接影响聚合物光波导的尺寸精度,因此,关于光刻精度的研究越来越受到研究单位的关注。本文着重介绍了聚合物光波导制作中的关键技术:聚合物薄膜的制备以及其后续光刻工艺的优化,主要内容如下:
1 对比F-PI和PMMA等作为原材料所制备的聚合物薄膜,选择合适的原材料。通过旋涂法制备了用于波导制作的高性能聚合物薄膜,讨论了部分工艺参数,如溶液浓度、旋涂转速以及温度等对薄膜质量的影响。分析了可能造成薄膜缺陷的原因,并对薄膜的性能如薄膜厚度、折射率和表面轮廓进行了测试以优化旋涂工艺。
2 通过改变光刻步骤中部分条件,经过反复试验,摸索最佳光刻效果,得出光刻的最优条件,进而对工艺进行优化。最后对掩膜版的宽度进行改进,从而制备出符合实验要求光刻胶宽度。
3.本文通过大量实验摸索出了制备聚合物薄膜的最佳工艺条件,以及最佳的光刻条件,最终制得了适合实验要求的聚合物光波导,为今后进一步摸索聚合物光波导器件制作工艺打下了坚实的基础,具有极高的实用价值。