[发明专利]平面光波导器件的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光波导技术领域，更具体地说，涉及一种平面光波导器件的制作方法。

背景技术

光波导器件是集成光学重要的基础性器件，能将光波束缚在光波长量级尺寸的介质中，长距离无辐射地传输。光波导器件中的平面光波导器件由于其制作工艺采用成熟的半导体微细加工技术，具有工艺简单、重复性好、制作成本低等优点，成为领域内研究的焦点。

平面光波导器件包括：光分路器(Splitter)、星形耦合器(Star coupler)、可调式光衰减器(Variable Optical Attenuator，VOA)、光开关(Optical switch)、光梳(Interleaver)、阵列波导光栅(Array Waveguide Grating，AWG)等。

平面光波导器件的基本结构如图1所示，包括：衬底101；位于衬底101一侧表面上的下包层102；位于下包层102背离衬底101一侧表面上的芯层103；覆盖在芯层103上的上包层104。

现有技术中在制作上述平面光波导器件时，通常首先在衬底101上沉积下包层材料形成下包层102，然后在下包层102上沉积芯层材料，图案化芯层材料形成芯层103，之后再在芯层103上沉积上包层材料，形成上包层104。

其中，在图案化芯层材料形成芯层103时，芯层材料的蚀刻深度要求在7μm左右，线宽要求在1μm左右，如果直接用光刻胶做掩膜蚀刻芯层材料，由于光刻胶对二氧化硅选择比低，大概只有6:1，且厚度太厚的光刻胶在工艺上难以实现，因此直接用光刻胶做芯层材料蚀刻的掩膜是不能实现的。通常采用的方式是在沉积完芯层材料后，再在芯层材料上沉积多晶硅膜层，然后在多晶硅膜层上形成光刻胶层，通过蚀刻多晶硅膜层，逐步将光刻胶层上的图案转移至芯层材料上，去除多晶硅膜层和光刻胶层，完成芯层103的制作。

上述利用多晶硅膜层做芯层材料蚀刻的掩膜的方法，虽然能够满足蚀刻深度7μm和线宽1μm的工艺要求，但是由于作为掩膜的多晶硅膜层的晶粒较大，曝光时极易产生漫反射，导致所形成的光刻胶的尺寸大量偏离需要的工艺尺寸，进而使最终形成的芯层103的尺寸与理想尺寸的偏差较大；并且，由于多晶硅膜层的晶粒较大，使在对多晶硅蚀刻形成多晶硅掩膜后，多晶硅掩膜的侧壁形貌呈锯齿形，利用这种形貌不良的多晶硅做掩膜所蚀刻形成的芯层的尺寸误差较大，表面形貌不良，影响器件的性能和良率。

发明内容

本发明提供了一种平面光波导器件的制作方法，以改善器件芯层的尺寸和形貌不良的问题，提高器件的性能和良率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种平面光波导器件的制作方法，包括：提供衬底，在所述衬底的一侧表面上依次层叠有下包层和芯层材料层；在所述芯层材料层背离所述衬底一侧的表面上形成多晶硅层，所述形成多晶硅层的环境温度为500℃～600℃。

优选的，所述形成多晶硅层的环境温度为550℃。

优选的，所述形成多晶硅层的环境压力为150mt～250mt。

优选的，所述形成多晶硅层的环境压力为200mt。

优选的，所述形成多晶硅层所采用的工艺为低压化学气相沉积工艺。

优选的，在所述形成多晶硅层之后包括：在所述多晶硅层背离所述衬底一侧的表面上形成光刻胶层；图案化所述光刻胶层，使所述光刻胶层具有待形成芯层的图案；以所述光刻胶层为掩膜，图案化所述多晶硅层，使所述多晶硅层具有待形成芯层的图案；以所述多晶硅层为掩膜，图案化所述芯层材料层，形成芯层；在所述芯层背离所述衬底一侧的表面上形成上包层。

优选的，所述图案化所述多晶硅层所采用的工艺为干法刻蚀工艺。

优选的，所述图案化所述芯层材料层所采用的工艺为干法刻蚀工艺。

优选的，所述形成上包层所采用的工艺为化学气相沉积工艺。

优选的，形成所述芯层材料层所采用的工艺为化学气相沉积工艺。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少具有以下优点：