在這一章，我們將於第一節介紹 ARROW waveguide 的製作流程。
第二節將介紹如何用壓克力膠將單模光纖固定於 V 型凹槽內。第三 節是結果與討論。
第一節 元件製作流程
元件的整個製程包含了以下的步驟
步驟（一）矽晶片清洗
1.將晶片置於丙酮溶液中，以超音波震盪器強度 9 振 10 分鐘。
2.將晶片置於異丙醇溶液中，以超音波震盪器強度 9 振 10 分鐘。
3.將晶片置於去離子水溶液中，以超音波震盪器強度 9 振 10 分鐘。
4.以氮氣吹乾，置於烤箱中以 1200C 烤 30 分鐘。
步驟（二）波導材料的成長 (1) 第二披覆層的成長
1. 以光阻塗抹機塗鋪 Coupler，轉速 4000 rpm，時間 30 秒，
置於烤箱中以 1200C 硬烤 30 分鐘。
2. 以光阻塗抹機塗鋪 4µm Polyimide，慢轉 200 rpm，時間 90 秒；
快轉 3600 rpm，時間 40 秒，置於烤箱中以 900C 軟烤 30 分鐘。
3..以下圖條件硬烤
30
2.以 I-line 曝光 50 秒，再以 AZ 400K 顯影液顯影 55 秒，接著 置於烤箱中以 900C 軟烤 30 分鐘。
步驟（五）保護層的濕蝕刻
以 H3PO4:CH3COOH:HNO3:H2O=16:2:2:1 的比例蝕刻保護層 Al，以定義出脊樑的位置，蝕刻率為 724 Å/min。
步驟（六）導光層的乾蝕刻
蝕刻 Polyimide 的配方為蝕刻功率:250 W，O2:19.84 sccm，
操作壓力:15 mtorr，蝕刻速率:0.32 µm/min。
步驟（七）保護層的清除
以 H3PO4:CH3COOH:HNO3:H2O=16:2:2:1 的比例清除 Al，
蝕刻率為 724 Å/min。
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圖 4-3.元件製程流程圖 以下為元件製程流程圖
Si 基板
OPI-Coupler
OPI-Polyimide
Ta2O5
OPI-Polyimide
保護層 Al
Photoresist
光微影及濕蝕刻
RIE 乾蝕刻
清除 Al
圖 4-4. ARROW waveguide 的三層材料結構圖
圖 4-5. ARROW waveguide 的脊樑圖
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第二節 單模光纖固定於 V 型凹槽內
當我們將單模光纖固定於 V-groove 時，膠的厚度一個很重要的影 響因素，如果膠的厚度不均勻會造成單模光纖與波導中心產生對準偏 差以及光纖無法牢固。因此我們嘗試使用人工及機械兩種施力方法來 固定單模光纖。
首先，我們將單模光纖置於 V-groove 內，取另一細長條型 V-groove 反向以鋁塊吸住並以機械施力的方式向下壓，如圖 4-6 所示。接著我 們使用型號 950-020 的 UV 膠，將其均勻的塗抹於單模光纖與矽基板 的接觸面，再用型號 Ultracure 100 Plus 的 UV 點光源曝光機照射；照 射功率為 34W，照射時間 10 秒，照射距離約 6cm ，UV 膠吸收功率 為 0.4W/cm。
機械施力
接 pump 以吸 真空
圖 4-6.固定單模光纖器具 鋁塊
V-groove
SMF
圖 4-7.人工施力固定單模光纖圖
圖 4-8.機械施力固定單模光纖圖
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第三節 結果與討論
為了使膠的作用能同時兼顧固定單模光纖於 V-groove 內以及填補 SMF 到 ARROW waveguide 的縫隙減少傳播損失等兩項目的，我們選 擇導光性良好且折射係數介於兩者之間的壓克力膠。
在固定單模光纖方面，由量測結果發現當以人工施力固定時，壓 克力膠的平均厚度為 2.3µm ;以機械施力時則為 2µm，且膠的厚度較 為平均。