[发明专利]聚酰亚胺填埋双沟脊型器件沟道的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件制作光刻工艺技术领域，特别是聚酰亚胺填埋双沟脊型器件沟道的制作方法，可以提高器件的高频性能。通过控制显影速率，完成此项疑难工艺。

背景技术

伴随着光通讯技术的飞速发展，对光电子器件的带宽要求越来越高。不但要优化器件结构，还要创新介质制作工艺以降低电容。比如波长1.5um脊形波导型高频激光器，要求在有源层1.5um条型台面两边的各7um沟道内填埋聚酰亚胺，其它地方去掉，尤其1.5um条型台面顶部不能有残留，传统的光刻工艺较难满足。本发明聚酰亚胺填埋双沟脊型器件结构的沟道工艺，满足了此工艺要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种聚酰亚胺填埋双沟脊型器件沟道的制作方法，其避免了单独去胶时溶液对聚酰亚胺图形的破坏。本发明在半导体激光器高频器件制作工艺中，简化了光刻工艺中繁琐的套刻工艺。

本发明提供一种聚酰亚胺填埋双沟脊型器件沟道的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在衬底的表面依次生长有源层和限制层，作为器件的基本结构；

步骤2：在限制层的表面制作光刻图形；

步骤3：光刻，在限制层的表面刻蚀出双沟脊型结构，刻蚀深度到达有源层的表面；

步骤4：在双沟脊型结构内及限制层的表面涂聚酰亚胺介质层，预固化；

步骤5：在聚酰亚胺介质层的表面涂光刻胶，烘干；

步骤6：曝光，显影去掉双沟脊型结构上的及限制层表面的聚酰亚胺介质层，固化，完成器件的制作。

其中步骤4所述的聚酰亚胺介质层是采用ZKPI-305II型聚酰亚胺。

其中步骤4所述的预固化的时间为20-40分钟，使用台式电热干燥箱，固化的温度为110-120℃。

其中步骤5所述的涂光刻胶的型号为S9912正性光刻胶。

其中步骤5所述的烘干的温度为90-100℃，烘干的时间为15-20分钟，使用台式电热干燥箱。

其中步骤6所述的固化是在通入N₂的高温炉内进行，其固化温度及时间为阶梯式，先150℃/60分钟，再180℃/30分钟，最后250℃/60分钟，使聚酰亚胺固化完全。

附图说明

为进一步说明本发明的技术特征，以下结合附图及实施例详细说明如后，其中：

图1(a)-图1(e)为本发明的制作流程图。

具体实施方式

请参阅图1(a)-图1(e)为本发明的制作流程图。本发明提供一种聚酰亚胺填埋双沟脊型器件沟道的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在衬底10的表面上生长有源层20和限制层30，通常用MOCVD生长技术；

步骤2：在限制层30的表面制作光刻图形；

步骤3：光刻，在限制层30的表面刻蚀出双沟脊型结构，刻蚀深度到达有源层20的表面；一般用选择性腐蚀液，如HCL系只对限制层30有腐蚀作用，而对有源层20没有腐蚀作用；

步骤4：在双沟脊型结构内及限制层30的表面涂聚酰亚胺介质层40，预固化；预固化的时间为20-40分钟，使用台式电热干燥箱，固化的温度为110-120℃；

步骤5：在聚酰亚胺介质层40的表面涂光刻胶50，烘干；光刻胶50的型号为S9912正性光刻胶；温度为90-100℃，烘干的时间为15-20分钟，使用台式电热干燥箱。

步骤6：曝光，显影去掉双沟脊型结构上的及限制层30表面的聚酰亚胺介质层40，用显微镜观察双沟脊型的中间脊上的聚酰亚胺介质层40必须去掉，否则，器件将不通；固化，在通入N₂的高温炉内进行，其固化温度及时间为阶梯式，先150℃/60分钟，再180℃/30分钟，最后250℃/60分钟，使聚酰亚胺固化完全。根据实际情况，温度可升至350℃保持30分钟，完成聚酰亚胺填埋双沟脊型器件沟道的制作。一般情况下，双沟脊型器件沟道聚酰亚胺固化后比固化前要低一些，是正常的，这是由于固化将聚酰亚胺水分蒸发所致。

步骤7：此步骤根据器件电极位置情况来决定是否需要，如电极接触点大于沟道内聚酰亚胺面积时，可生长一层SiO₂，再通过常规光刻技术将双沟脊型的中间脊上的SiO₂去掉，就可制作任意大小的电极点了。

实施案例

以波长1.5um双沟脊形激光器为例，实施本发明的聚酰亚胺填埋双沟脊型器件沟道的制作方法后，操作如下：

步骤1：在衬底10的表面生长有源层20和限制层30；

步骤2：在限制层30的表面制作光刻图形；