[发明专利]用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺

说明书

本发明公开了一种用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺，利用火焰水解沉积设备，采用分步沉积法制作晶圆的上包层；包括以下步骤：a.首先对阵列波导光栅上包层进行一次沉积，采用12个循环覆盖沉积粉末，沉积厚度为8‑10个um；b.然后直接放入退火炉中进行退火，提高退火的升温速度；c.之后，把晶圆从退火炉中取出，对阵列波导光栅上包层再次进行沉积，沉积厚度为8‑10个um；d.将经过两次沉积的晶圆再次放入退火炉中进行退火，最终得到16‑20个um的上包层。上包层沟道填充性好，融化充分，不易发生分解或融化不均的情况。同时，还能达到标准，得到合适的折射率并将TE/TM差值降低到最小。

技术领域

本发明属于波分复用技术领域，涉及阵列波导光栅，具体地说，涉及一种用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺。

背景技术

阵列波导光栅(缩写为AWG)是波分复用技术的关键器件之一，它传播损耗小，与光纤耦合效率高，被认为是最有发展前途的一种新型波分复用器件。在AWG晶圆生产中，上包层作为其中重要的一环，我们选择具有成膜速度快，能制作厚膜的火焰水解沉积设备(缩写为FHD)来制作。但在制作上包层的过程中，因为硼和磷的高掺杂量，对温度异常敏感，温度稍低就会出现白边无法融化，温度稍高硼和磷又会分解析出。

现有的FHD设备上包层成膜为了满足AWG高折射率差(折射率差是指上包层与芯层之间的折射率差值)，小的TE/TM差(TE和TM分别指横电模式和横磁模式，TE/TM差值减小，则应力数值会相应变小，这项指标直接关乎到产品本身的性能，因而非常重要。)和退火温度不能高于1000℃的条件，一次生长20个um出现的情况，要么是表面凹凸不平，要么是有大量未融化的白边，要么是包层表面出现大量因分解而产生的气泡。因此说，目前这种沉积上包层的工艺可控性差，容易出现成分分解或融化不均等情况。

在平衡点难以找到的情况下，改变工艺步骤和参数成为当下最佳的突破口。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足或缺陷，提供一种用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺。上包层的工艺可控性好，可有效地避免出现成分分解或融化不均的情况，得到合适的折射率并将TE/TM差值降低到最小。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺，其特征在于，利用火焰水解沉积设备，采用分步沉积法制作晶圆的上包层；包括以下步骤：

a.首先对阵列波导光栅上包层进行一次沉积，采用12个循环覆盖沉积粉末，沉积厚度为8-10个um；

b.然后直接放入退火炉中进行退火，提高退火的升温速度；

c.之后，把晶圆从退火炉中取出，对阵列波导光栅上包层再次进行沉积，沉积厚度为8-10个um；

d.将经过两次沉积的晶圆再次放入退火炉中进行退火，最终得到16-20个um的上包层。

上述用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺，其中，

所述退火的升温速度为10℃/min，最高温度值为1000℃，退火时间为3小时。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明使AWG上包层沟道填充性好，融化充分，不易发生分解或融化不均的情况。同时，还能达到标准，得到合适的折射率并将TE/TM差值降低到最小。

附图说明

图1是本发明涉及的用于阵列波导光栅晶圆生产的上包层生长工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步说明。