Este estudo avalia sistematicamente a relação entre a uniformidade ao nível do wafer dos processos de fotolitografia e gravação a seco numa plataforma de silício isolada de 8 polegadas e a morfologia física e o desempenho óptico dos dispositivos fotónicos passivos em silício. Baseado numa plataforma de silício com camada superior de 220 nm, utilizam-se processos de fotolitografia ultravioleta profunda e gravação por plasma reativo por íon acoplado indutivamente para completar um processo completo em duas etapas para acopladores de grades (gravação rasa de 70 nm) e guias de onda monomodo (gravação completa de 220 nm). Foram usadas microscopia de força atómica, microscopia eletrónica de varrimento de dimensões críticas e uma estação de sonda óptica totalmente automatizada para caracterizar integralmente as dimensões físicas e as perdas de transmissão em 5 wafers de 8 polegadas. Os resultados mostram que a profundidade média de gravação e a largura média das linhas mantêm-se relativamente estáveis entre os wafers; contudo, observaram-se certas variações radiais no processo dentro de wafers individuais, onde a redução microscópica das dimensões na zona periférica e a degradação da morfologia das paredes laterais podem afetar a distribuição do campo óptico e aumentar as perdas por dispersão nas paredes laterais, conduzindo finalmente a uma tendência de aumento das perdas de transmissão no guia monomodo desde a região central para a região periférica. Em suma, o possível efeito de carga macroscópica e o comportamento lateral da gravação durante o processo de gravação a seco em wafers de grande dimensão são fatores importantes que influenciam a consistência do desempenho dos chips fotónicos de silício dentro do wafer, sendo esta descoberta uma referência experimental e uma base para a compensação do efeito de proximidade óptica, otimização de receitas de gravação e melhoria do rendimento ao nível do wafer na plataforma SOI de 8 polegadas.

fotónica de silício;guias de onda de silício monomodo;acopladores de grade;SOI de 8 polegadas;ICP-RIE gravação a seco;uniformidade ao nível do wafer;perdas de transmissão;efeito de borda