Изготовление кремниевых фотонных пластин для образовательных целей

Кремниевая фотоника представляет собой перспективную технологию для создания эффективных, высокопроизводительных межсоединений. Возрастает потребность в обучении будущих инженеров проектированию, изготовлению, тестированию и упаковке кремниевых фотонных схем. В работе показан процесс изготовления кремниевых фотонных структур, подходящий для образовательного учреждения с возможностями i-line литографии. Разработан процесс для реализации пассивных фотонных устройств (волноводы, интерферометрические структуры и решётчатые сопряжения «волокно‑чип»). Процесс реализован в CMOS-совместимой среде, используемой с 1986 года для обучения микроэлектронному инжинирингу и в настоящее время также поддерживающей образовательную миссию AIM Photonics Academy. В частности, на кремниевой подложке на изоляторе (SOI) были изготовлены массив TM-поляризованных решётчатых сопряжений с кольцевым резонатором при литографическом разрешении 0,325 µm. Время подготовки и выполнения составило 3 дня по сравнению с длительными сроками ожидания в промышленности. Ключевыми для технологии, выполняемой студентами, стали оптимизация разрешения с использованием ARC i-CON-7, разведённого OiR 620 и селективности травления кремния к смеси OiR 620:PGMEA в соотношении 1:1; полученные результаты подтверждаются данными оптической микроскопии и растровой электронной микроскопии (SEM).