CN104678493A - 一种平面光波导分路器波导分叉的填充方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面光波导分路器波导分叉的填充方法，其特征在于包括以下步骤：101、将表面进行等离子体物理刻蚀后的晶圆放入上包层生长设备中进行上包层薄膜沉积；102、在晶圆表面生长一薄层高掺杂硼磷的二氧化硅薄膜；103、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1000-1500度高温炉中退火1-5小时；104、在晶圆表面上生长6-8微米低掺杂硼磷的二氧化硅薄膜；105、重复步骤104两次，即再生长12-16微米低掺杂硼磷的二氧硅薄膜；106、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1000-1500度高温炉中退火10-20小时后取出。本发明对平面光波导分路器的波导分叉进行有效填充，从而提高工艺稳定性和产品的合格率。

Description

一种平面光波导分路器波导分叉的填充方法
技术领域
本发明涉及一种光波导分路器在生产过程中的加工工艺，尤其是涉及一种平面光波导分路器波导分叉的填充方法。
背景技术
平面波导型光分路器(PLC Splitter)是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器件，具有体积小，工作波长范围宽，可靠性高，分光均匀性好等特点，特别适用于无源光网络(EPON，BPON，GPON等)中连接局端和终端设备并实现光信号的分路。
现阶段的平面光波导分路器生产工艺，是生产光波导器件的核心技术之一。随着市场上对平面光波导分路器性能需求的提升，设计版图中光波导尺寸也在逐渐缩小。这同时也带来了生产工艺上包层填充的问题。这是因为需要低硼磷的二氧化硅薄膜来做上包层，而低硼磷的二氧化硅薄膜在高温下的流动性较差且对小尺寸的分叉填充能力有限。从而导致上包层生长完后分叉处出现空洞，最终造成器件损耗的增加。
发明内容
本发明的目的就是为了解决低硼磷的二氧化硅薄膜在高温下的流动性较差，进而导致上包层生长完后分叉处出现空洞的现状，提供的一种平面光波导分路器波导分叉的填充方法。
一种平面光波导分路器波导分叉的填充方法，其特征在于包括以下步骤：
101、将表面进行等离子体物理刻蚀后的晶圆放入上包层生长设备中进行上包层薄膜沉积，上包层为包裹波导层的薄膜，起到匹配基底折射率与保护芯层的作用。
102、在晶圆表面用化学气相沉积的方式生长一薄层高掺杂硼磷的二氧化硅薄膜；
103、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1000-1500度高温炉中退火1-5小时，退火温度根据低掺杂硼磷的比例成反比，即硼磷比例越高，退火温度越低； 
104、在晶圆表面上用化学气相沉积的方式生长6-8微米低掺杂硼磷的二氧化硅薄膜；
105、重复步骤104两次，即再生长12-16微米低掺杂硼磷的二氧硅薄膜；
106、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1000-1500度高温炉中退火10-20小时后取出，退火温度根据低掺杂硼磷的比例成反比，即硼磷比例越高，退火温度越低。       
与现有技术相比，本发明的效果是积极明显的。本发明利用高掺杂薄层的目的是用做润滑层，当上面加高温时可更容易流动从而让上包层更容易填充。另外现有的等离子增强化学气相沉积方式已经很难将物质生长到分叉内部，本发明通过生长18-24微米的低掺杂硼磷，更有助于填充的实现，从而提高工艺稳定性和产品的合格率。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
按照平面光波导分路器的波导间隔为1.3微米，波导的内侧深度为6.5微米的设计要求。
101、将表面进行等离子体物理刻蚀后的晶圆放入上包层生长设备中进行上包层薄膜沉积，上包层为包裹波导层的薄膜，起到匹配基底折射率与保护芯层的作用；
102、按硼30标准毫升/分钟，磷12标准毫升/分钟的流量配置生长一层高掺杂硼磷的二氧化硅薄膜，此厚度需要控制在0.2-0.3微米之间，过厚会由于膜应力过大影响器件的偏振损耗；
103、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1200度高温炉中退火1个小时，因这层很薄的膜掺杂硼磷的浓度适中，所以退火温度和退火时间相对适中；
104、按硼15标准毫升/分钟，磷6标准毫升/分钟的流量在晶圆表面上生长一层6UM的二氧化硅薄膜；
105、重复步骤104两次，即再生长12微米低掺杂硼磷的二氧硅薄膜；
106、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1130度高温炉中退火12个小时，因这层很薄的膜掺杂硼磷的浓度适中，所以退火温度和退火时间相对适中；
实施例2
按照平面光波导分路器的分叉的间隔为1.6微米，波导的内侧深度为7.0微米的设计要求。
101、将表面进行等离子体物理刻蚀后的晶圆放入上包层生长设备中进行上包层薄膜沉积；
102、按硼35标准毫升/分钟，磷14标准毫升/分钟的流量配置生长一层高掺杂硼磷的二氧化硅薄膜，此厚度需要控制在0.2-0.3微米之间，过厚会由于膜应力过大影响器件的偏振损耗；
103、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1100度高温炉中退火1个小时，因这层很薄的膜掺杂硼磷的浓度较高，所以退火温度和退火时间相对较低；
104、按硼27标准毫升/分钟，磷8标准毫升/分钟的流量在晶圆表面上生长一层6UM的二氧化硅薄膜；
105、重复步骤104两次，即再生长13微米低掺杂硼磷的二氧硅薄膜；
106、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1110度高温炉中退火10个小时，因这层很薄的膜掺杂硼磷的浓度较高，所以退火温度和退火时间相对较低。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种平面光波导分路器波导分叉的填充方法，其特征在于包括以下步骤：
101、将表面进行等离子体物理刻蚀后的晶圆放入上包层生长设备中进行上包层薄膜沉积，上包层为包裹波导层的薄膜，起到匹配基底折射率与保护芯层的作用；
102、在晶圆表面用化学气相沉积的方式生长一薄层高掺杂硼磷的二氧化硅薄膜；
103、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1000-1500度高温炉中退火1-5小时，退火温度根据低掺杂硼磷的比例成反比，即硼磷比例越高，退火温度越低； 
104、在晶圆表面上用化学气相沉积的方式生长6-8微米低掺杂硼磷的二氧化硅薄膜；
105、重复步骤104两次，即再生长12-16微米低掺杂硼磷的二氧硅薄膜；
106、将生长完二氧化硅薄膜的晶圆放入1000-1500度高温炉中退火10-20小时后取出，退火温度根据低掺杂硼磷的比例成反比，即硼磷比例越高，退火温度越低。
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