关键词: 
• Si3N4 /
• SOI /
• 波导 /
• 损耗 /
• 光子集成

摘要: 

光子集成是当今科技界的热门课题,提高集成度最为重要.SOI(Silicon-on-insulator)等材料在光子集成中显现出重要的地位,然而其损耗偏大,对集成度产生影响.因此,寻求新的波导材料极为重要.在这种要求下,Si3N4应运而生,成为人们研究的热点.Si3N4结构稳定,禁带宽度宽,Eg～5.1 eV,对紫外到红外整个波段是透明的.在这一光波段中的损耗低达0.045±0.04 dB/m,比SOI波导低3—4个数量级.Si3N4在1550 nm处的折射率～2,能够同Si和SiO2一起构成高性能的介质波导结构,因此是很好的波导材料.Si3N4的热膨胀系数～2.35×10-6/℃,比Si小许多,在Si上生长Si3N4会产生较大的拉应力,因此容易产生龟裂,生长大面积薄膜或者较厚的Si3N4都十分困难.采用LPCVD或PECVD方法可以在低折射率的SiO2上淀积Si3N4薄膜,形成Si3N4—SiO2波导结构,减小了波导尺寸,提高了集成度.文章综述新型波导材料Si3N4的研究进展,并对其应用进行描述与展望.