[发明专利]一种平面光波导的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制作工艺技术领域，更具体地说，涉及一种平面光波导的制作方法。

背景技术

平面光波导器件以其体积小、集成度高、可靠性好等优点被广泛应用在光调制器、光开关、光功率分配器、光耦合器、波分复用器、光滤波器、偏振分束器以及微透镜等光学产品中。参考图1，图1为平面光波导的结构示意图，包括：衬底1；设置在所述衬底1表面的波导芯层2；覆盖在所述波导芯层2表面的保护层3。

在制备光波导器件时，需要制备金属掩膜层以便后续工艺中形成设定结构的波导芯层。制备设定结构的金属掩膜层时需要通过湿法刻蚀对衬底上的金属进行刻蚀，现有制作工艺需要只有金属层的衬底竖直放置在片盒中，故刻蚀槽中需要放置较多的刻蚀试剂以完全浸没衬底，保证刻蚀效果。而大量的刻蚀试剂的使用导致平面光波导的制作成本较高。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种平面光波导的制作方法，所述制作方法降低了平面光波导的制作成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种平面光波导的制作方法，该制作方法包括：

在衬底表面形成芯层；

在所述芯层表面形成金属层；

在所述金属层表面形成光刻胶层，并图案化所述光刻胶层；

将所述衬底水平放置在刻蚀槽内，以图案化后的光刻胶层为掩膜对所述金属层进行刻蚀，其中，所述衬底设置有所述金属层的表面朝上放置，所述金属层浸没在所述刻蚀槽内的金属刻蚀试剂内；

判断对所述金属层的刻蚀是否完成，当所述刻蚀完成后，去除图案化后的光刻胶层，以刻蚀后的金属层为掩膜对所述芯层进行刻蚀，图案化所述芯层，形成预设结构的波导芯层；

去除刻蚀后的金属层，在所述波导芯层表面形成保护层。

优选的，在上述制作方法中，所述金属刻蚀试剂液的面高于所述金属层的上表面，且低于所述光刻胶层的上表面。

优选的，在上述制作方法中，所述判断的方式为：

根据所述金属刻蚀试剂对所述金属层的刻蚀速度与所述金属层的厚度计算完成时间，当达到所述完成时间时，可判断所述刻蚀完成。

优选的，在上述制作方法中，所述判断的方式为：

观察浸没在所述金属刻蚀试剂内的未被图案化后的光刻胶层遮挡的金属层的颜色由黑变为银白色时，可判断所述刻蚀完成。

优选的，在上述制作方法中，所述衬底为硅晶圆。

优选的，在上述制作方法中，所述衬底还包括：设置在所述硅晶圆表面的下包层，所述下包层表面用于形成所述波导芯层。

优选的，在上述制作方法中，所述下包层为二氧化硅层。

优选的，在上述制作方法中，所述衬底为石英片。

优选的，在上述制作方法中，所述金属层为金属铬层。

优选的，在上述制作方法中，所述金属刻蚀试剂为硝酸与硝酸铈铵的混合溶液。

本申请所述平面光波导的制作方法，采用湿法刻蚀对金属层进行刻蚀形成金属掩膜层时，将形成有金属层的衬底水平放置在刻蚀槽内，一方面，相对于竖直放置，减少了金属刻蚀试剂的使用，降低了制作成本，另一方面，可以通过观察衬底表面金属层的形貌特征判断刻蚀过程的进度，防止过刻蚀或是刻蚀不足。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为平面光波导的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种平面光波导的制作方法的流程示意图；

图3-图10为本申请实施例所述平面光波导制作方法中不同步骤时平面光波导的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种平面光波导的制作方法，所述制作方法包括：

步骤S1：参考图2，在衬底1表面形成芯层21。

可采用PECVD工艺在所述衬底表面形成所述芯层21。所述芯层21用于制备平面光波导的波导芯层，所述芯层21为掺杂的二氧化硅层。