[发明专利]用于光纤对准基座的硅穿孔制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种用于光纤对准基座（OFA）的硅穿孔制作方法。

背景技术

当前，光通讯器件的应用越来越广泛，光纤到户工程也开始在全国大部地区逐步实行。在一个光系统中需要多个光纤通道用于光信号的处理，而细长的光纤需要固定在数量众多的光纤对准基座上才能保证固定光纤的质量满足系统要求。因此，光纤对准基座需要对准精度高且工艺稳定的要求才能满足光信号效率不被损失太多。目前业界常用的激光熔融玻璃的方法制作的光纤通孔基座，由于制作工艺粗糙，对准精度低，成本高且效率低下的缺点，迫切需要一种高精度，低成本和高良率的制作工艺来取代它。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于光纤对准基座的硅穿孔制作方法，它能够有效地减少工艺流程，节约成本。

为解决上述技术问题，本发明的用于光纤对准基座的硅穿孔制作方法，步骤包括：

1）在硅基板背面淀积一层二氧化硅刻蚀停止层；

2）在硅基板正面淀积一层二氧化硅硬掩膜；

3）通过光刻和二氧化硅硬掩膜干法刻蚀定义硅穿孔的尺寸和表面图形；

4）通过高选择比各向异性干法刻蚀工艺形成倒漏斗型硅穿孔；

5）去除以上各刻蚀步骤中形成的聚合物；

6）湿法刻蚀去除二氧化硅膜。

本发明通过高选择比的干法刻蚀工艺刻穿硅基板，在硅基板背面形成喇叭口圆孔作为光纤对准基座阵列，喇叭口作为光纤插入口的正面，这种工艺不仅有效减少了工艺流程，节约了成本，而且提高了良率。

附图说明

图1是本发明实施例的硅穿孔的顶部图形。

图2是本发明实施例的硅穿孔的底部图形。

图3是本发明实施例的硅穿孔的制作工艺流程示意图。

图中附图标记说明如下：

1：单晶硅基板

2：二氧化硅

3：光刻胶

4：底部倒角硅穿孔

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下：

本实施例的用于光纤对准基座的硅穿孔，其具体制作工艺流程如下：

步骤1，通入硅烷和氧气的混合气体，用化学气相淀积方法在硅基板背面淀积一层二氧化硅（厚度≥2.5微米）作为刻蚀停止层，如图3（a）所示，以防止刻蚀气体损伤刻蚀设备吸附盘。淀积条件为：常压，温度为350～450摄氏度。

步骤2，通入硅烷和氧气的混合气体，用化学气相淀积方法在硅基板正面淀积一层二氧化硅硬掩膜（厚度≥4.5微米），如图3（b）所示。淀积条件为：常压，温度为350～450摄氏度。

步骤3，涂布光刻胶，通过光刻（如图3（c）所示）和二氧化硅硬掩膜干法刻蚀（如图3（d）所示），把硅穿孔的尺寸和表面图形定义下来。硅穿孔的直径在120～150微米之间，比光纤的直径略大。

步骤4，通过高选择比各向异性干法刻蚀工艺，形成倒漏斗型硅穿孔，如图3（e）所示。

该高选择比各向异性干法刻蚀工艺包括淀积（淀积含C、F等元素的有机聚合物薄膜）、高强度刻蚀和低强度刻蚀三个步骤，这三个步骤在刻蚀过程中高频率循环发生，以达到单晶硅高刻蚀速率（≥10μm/min）、单晶硅对二氧化硅高刻蚀选择比（≥250）的效果，将725μm左右的硅基板刻穿，形成固定光纤用的硅通道。该硅通道具有笔直的轮廓，整个硅通道至上而下保持同样的尺寸。

硅基板刻穿后，利用单晶硅对二氧化硅的高刻蚀选择比，加大过刻蚀量，由于等离子体无法在纵向刻蚀二氧化硅，等离子会横向扩散，在硅基板底部形成较大的侧向开口，而这个较大的侧向开口就使硅穿孔底部轮廓形成一个倒角（最大横向宽度150～180微米，深度为20～30微米），如图3（e）所示，光纤就可以从这个倒角顺利插入。

上述三个步骤的工艺条件如下：

淀积条件为：压力40～50豪托，上部电极功率1000～1200瓦，下部电极功率为10瓦到20瓦的渐变过程，气体为C₄F₈，单步淀积时间为1.5秒到2.5秒的渐变过程。

高强度刻蚀条件为：压力40～50豪托，上部电极功率1000～1200瓦，下部电极功率为70瓦到100瓦的渐变过程，气体为SF₆，单步刻蚀时间为1.5秒到2.5秒的渐变过程。