随着社会的发展,人们对信息传输和处理的速度提出了越来越高的要求。传统的电互连因为其固有的物理瓶颈,已经不能继续适应高速信息社会的发展。光互连以其抗电磁干扰、大带宽、高互连密度等优势,成为解决电互连问题的最佳途径。光波导自身可以实现小半径弯曲,且容易实现波分复用技术,所以波导互连已经成为板级光互连中的一个主要连接方式。玻璃基光波导具有损耗小、环境稳定性好、易于集成、成本低等优势,因此非常适合板级光互连中光传输层的制作。由于电场辅助离子交换过程存在热均匀性问题,不适用于大尺寸基片中光波导的制作,所以目前一般都是采用Ag+-Na+热离子交换的方法。但是这种方法制作的表面光波导因为其折射率分布、表面散射和“银线”等原因,损耗较大,失去了在板级光互连制作中的优势。针对以上问题,本文采用改进型K+离子掩膜技术在玻璃基片上制作了低损耗掩埋型光波导,实验过程共分为三步:(一)通过K+-Na+离子交换在玻璃基片表面制作K+离子掩膜层;(二)通过Ag+-Na+离子交换制作光波导结构;(三)通过Na+-Ag+离子反交换制作掩埋型光波导。经过实验优化,制得的光波导传输损耗为0.23dB/cm,耦合损耗为0.23dB。与传统Ag+-Na+离子交换相比,光波导损耗有大幅度地降低。与电场辅助离子交换相比,插入损耗相近,但制作过程和设备大大简化,也避免了离子交换过程中出现的掩埋深度不均匀的现象,因此本文提出的改进型K+离子掩膜技术适用于板级光互连中光互连层的制作。本文从离子交换的物理机制出发,结合实验相关参数,针对改进型K+离子掩膜技术建立了离子交换理论模型,最后通过实验验证了理论模型的正确性,为今后的光波导制作提供了一种工具。