Y12T105 HyperLight的TFLN薄膜铌酸锂通过开槽提高可靠性

发布时间：2026-04-15来源：光通信女人

HyperLight这几年在薄膜铌酸锂的高速调制器方面有很多的技术分析，之前写过他家“chiplet”的工艺，就是硅光芯片与铌酸锂调制器，不使用异质集成的方式，而是采用芯片组装工艺，来兼顾性能最优选项。

Y11T121 HyperLight的薄膜铌酸锂调制器芯片的封装

也写过他家的可靠性验证，今天写一铌酸锂上开槽设计。

在晶圆上开槽有很多原因，

硅晶圆的开槽设计，Y12T97 略解释一下ST的200G速率的硅光流片平台的“增厚”大带宽工艺，硅的晶圆开槽，可以用来做悬梁波导，热调隔离空间，增大带宽的射频隔离设计等等。

硅晶圆异质集成薄膜铌酸锂的开槽设计，通常也是为了提高带宽的射频隔离，开窗要开到硅衬底。

硅晶圆异质集成InP的开槽设计，主要是为了烘干，逸出水汽。

HyperLight这个开槽主要是为了控制应力。

薄膜铌酸锂波导的结构，可以是条形波导，脊型波导或者异质板型波导。

板型波导的电场不容易设计，条形波导的刻蚀侧壁粗糙度会引起光学损耗，产业里常用的是脊型波导。

TFLN选择脊型波导，还需要考虑电极的分布，可以是波导上方有电极，也可以是左右两侧的电极设计。

波导上方电极，会引起金属的光吸收，产生损耗，左右电极设计是产业常见的选择。

铌酸锂的泡克尔斯效应是与晶体取向相关的，电极之间的电场方向要位于铌酸锂晶体的“Z轴”，也就是氧八面体的上下锥尖的方向。

铌酸锂是“氧”、“铌”、“锂”原子的组成，其中的氧原子呈现八面体结构，找出铌酸锂的晶体方向。设计电场。

左右电极跨在波导两侧的设计，需要X切割。

对于X切割方向的铌酸锂，波导X轴与电场的Z轴，二者的膨胀系数是不一样，且差异很大。

波导需要高温退火来降低损耗，而温度的剧烈变化，在铌酸锂晶圆的各向异性结构里出现内部巨大的应力。

刻蚀凹槽，用于释放高温退火工艺产生的热应力。

波导两侧间隔开槽的目的是避免波导在退火时开裂失效，可有效提高可靠性。

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