[发明专利]一种平面波导器件的生产工艺

说明书

本发明公开了一种平面波导器件的生产工艺，包括以下步骤：以硅片为基体，在硅片的上表面和下表面同时长一层高温二氧化硅膜；然后通过CVD沉积法在位于下层的二氧化硅表面沉积一层TEOS膜，再在位于上层的二氧化硅表面沉积一层TEOS膜；进行退火处理；在位于上层的TEOS膜的表面沉积一层氮氧化硅膜；然后进行退火；在氮氧化硅膜的表面再次沉积一层氮氧化硅膜作为波导芯层；在波导芯层的表面沉积一层TEOS膜，再在TEOS膜的表面沉积一层二氧化硅膜，然后在二氧化硅膜上沉积一层TEOS膜，再退火，即可。本发明的有益效果为：本发明所述生产工艺，以氮氧化硅为材料制备出一种具有较高折射率且折射率均匀性好的平面波导器件。

技术领域

本发明涉及半导体器件制作工艺技术领域，具体涉及一种平面波导器件的生产工艺。

背景技术

平面波导型光分路器是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器材，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，特别适用于无缘光网络中连接局端和终端设备并实现光信号的分路。平面光波导器件包括衬底、设置在衬底表面的下包层、设置在下包层表面的波导芯层和覆盖在波导芯层表面的保护层。在平面光波导器件中，所述波导芯层为掺锗二氧化硅薄膜为了保证平面光波导器件的光学性能，波导芯层相对于下包层需要较高的折射率，且需要具有较好的折射率均匀性。而为了提高波导芯层相对于下包层的折射率，需要提高波导芯层内锗的加入量，但是锗的加入量提高会使得波导芯层的折射率均匀性降低，因此，如何在使得波导芯层相对于下包层具有较高的折射率的同时保证波导芯层具有较好的折射率均匀性，是平面波导器件制作领域一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较高折射率且折射率均匀性好的平面波导器件的生产工艺。

一种平面波导器件的生产工艺，包括以下步骤：

(1)以硅片为基体，在硅片的上表面和下表面同时长一层高温二氧化硅膜；然后通过CVD沉积法在位于下层的二氧化硅表面沉积一层TEOS膜，再在位于上层的二氧化硅表面沉积一层TEOS膜；

(2)对TEOS膜进行退火处理；

(3)在位于上层的TEOS膜的表面沉积一层氮氧化硅膜；然后将硅片进行退火；

(4)在氮氧化硅膜的表面再次沉积一层氮氧化硅膜作为波导芯层；

(5)在波导芯层的表面沉积一层TEOS膜，再在TEOS膜的表面沉积一层二氧化硅膜，然后在二氧化硅膜上沉积一层TEOS膜，再退火，即可。

进一步地，步骤(1)中，所述硅片的厚度为720-725um；所述二氧化硅膜的厚度为2-3um；所述TEOS膜的厚度为10-15um。通过热缓冲的方法在硅片的表面长一层二氧化硅膜，此层二氧化硅膜可提高硅片基底与附着在其上的硅氧化物的附着力。

CVD沉积法指高温下的气相反应，其特征在于：高熔点物质能够在低温下合成，析出物质的形态为单晶、多晶、薄膜等多种，不仅可以在基片上进行涂层，而且还可以在粉体表面涂层。

TEOS，正硅酸乙酯可用于制造耐化学涂料和耐热涂料，用于精密铸造，作为砂型的粘结剂，用硅酸乙酯蒸汽处理的金属表面可防腐防水，也可用于制造耐热、耐化学品的涂料。

先在下层的二氧化硅表面沉积一层TEOS膜，以降低硅片的应力，然后在位于上层的二氧化硅表面沉积一层TEOS膜，防止光泄露到硅基底中。

进一步地，步骤(2)中，所述退火为将沉积有TEOS膜的硅片在800-1100℃的环境中，退火50-70min。退火即对TEOS膜进行致密化处理。

进一步地，步骤(3)中，通过PECVD的方法在TEOS膜的表面沉积一层厚度为50-100nm的氮氧化硅膜，然后在800-1100℃的温度下退火处理50-70min。