降低低温氮化硅（LT-SiN）平台的波导损耗，以提高其在大规模生产中的适用性，主要可从以下几个方面进行优化：
1.选择优化的沉积工艺
• 提高膜层密度：采用优化的 PECVD 工艺（如调整气体比例、降低氢含量、提高等离子功率）可减少氢化缺陷，提高薄膜均匀性，从而降低散射损耗。
• 降低内部应力：低应力LT-SiN 可减少表面裂纹和粗糙度，降低光散射损耗。适当调整 SiH₄/NH₃/N₂O 比例 或 引入低温退火 可优化应力。
• 降低吸收损耗：减少Si-H、N-H 键的残留，可通过 提高沉积温度（如350°C-400°C）、优化NH₃流量 以及 后退火（>600°C） 来改善材料质量。
2.表面粗糙度优化
• 优化刻蚀工艺：刻蚀过程中避免表面损伤，提高侧壁光滑度。
•采用 低损伤干法刻蚀（ICP-RIE + 氟基刻蚀），控制刻蚀均匀性。
•采用 湿法刻蚀后处理（H₃PO₄, KOH） 进行表面光滑化。
• 优化光刻工艺：使用高分辨率光刻胶（如e-beam 光刻或DUV 光刻），减少光刻过程中的边缘粗糙度。
• 抛光工艺：对沉积后的氮化硅薄膜进行 化学机械抛光（CMP），进一步降低粗糙度。
3.退火处理
• 高温退火（600°C - 1000°C, N₂或Ar 气氛）：可减少氢含量，降低吸收损耗，同时提升折射率均匀性。
• 快速热退火（Rapid Thermal Annealing, RTA）：可在短时间内优化SiN 结构，避免过长时间高温导致应力变化。
4.设计优化
• 波导结构优化：选择合适的 TE/TM 模态波导，优化 截面尺寸 以降低模式失配引起的散射。
• 减少模式耦合损耗：优化输入/输出耦合器设计，如采用 倒角波导、渐变结构或模式适配器 以降低损耗。
• 降低弯曲损耗：设计 大半径弯曲（>10 μm），使用 渐变折射率包层（graded-index cladding） 以减少弯曲引起的模态泄露。
5.采用高质量外延材料
• 引入超薄SiO₂缓冲层，减少界面散射损耗。
• 采用氮化硅-二氧化硅叠层结构（SiN-SiO₂），提高光学模式的约束能力，降低模式泄露。
6.采用混合光子技术
•结合 硅光子（SiPh）+ LT-SiN 技术，在关键节点（如MZI 结构）使用低损耗SiN 提高整体性能。
•结合 PECVD + ALD 沉积工艺，提高材料均匀性，减少散射损耗。
要降低LT-SiN 平台的波导损耗，需从 沉积优化、刻蚀工艺、表面处理、退火处理、结构优化及混合光子技术 多方面入手。这些措施可大幅提升LT-SiN 平台在大规模光子芯片生产中的适用性，满足低损耗、高稳定性的需求。
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