Abstract
本論文的研究方向是在矽晶圓上製作鍺離子佈植的通道波導，並搭配QPM SHG的條件，期望製作出1064nm轉成532nm綠光之倍頻轉換的元件。製程步驟主要以矽晶圓作為基板，利用PECVD法在其上沉積約8μm的SiO2薄膜，再把高能量的鍺離子佈植到試片的表面，並由專門分析離子佈植的模擬軟體(TRIM)模擬佈植的情況。接著利用模擬波導軟體Beam_PROP5.0C，將TRIM模擬後的離子分布以近似高斯擬合後代入，藉由調整Δn來計算出於不同波長（532nm、633nm、1064nm、1308nm以及1547nm）的光源，在通道波導中傳播的場型與等效折射率(mode effective index)，得到的等效折射率再代入，以預估QPM SHG週期，並針對預估出的週期作光罩之設計。 本實驗內容為通道以及平面波導製作，概述如下： (一)通道波導：選用厚度約3μm的鋁金屬薄膜當作遮罩，以RIE乾蝕刻的方式製作出平均寬度約4.5μm的通道波導遮罩結構，再以高能量(5MeV)的鍺離子束(Dose劑量為1015/cm2)入射到試片表面，製作出鍺離子佈值之通道波導。 (二)平面波導：將鍺離子直接佈植進SiO2薄膜，製成平面波導。製作平面波導的目的，主要想利用菱鏡耦合儀(Prism Coupler)與Mach Zehnder Interferometer作波導特性分析與量測，並施以熱極化誘導二次非線性的測試，其測得的數據可供往後QPM SHG倍頻元件的製作。 在本研究中的波導結構，將可應用於往後的光子電路上，經由熱極化誘導出的非線性，亦可應用在其後本實驗室製作Micro Ring的製程，與製作一些光電調變器中，實現光與電的交互作用。