[发明专利]基于自对准刻蚀工艺的脊形波导电极窗口制作方法

说明书

本发明公开了基于自对准刻蚀工艺的脊形波导电极窗口制作方法，该方法包括：在刻蚀好脊形波导的外延片上沉积一层绝缘膜；在所述绝缘膜上涂一层光刻胶，并进行软烘；对所述光刻胶进行刻蚀，直至脊形波导上方的光刻胶被完全刻蚀后停止，并对残留的光刻胶进行硬烘；对硬烘后外延片上脊形上方的绝缘膜进行刻蚀；对脊形波导上方绝缘膜被完全刻蚀的外延片去胶，在所述脊形波导上得到电极窗口。本发明用于外延片上脊形波导电极窗口的制作，能在晶圆发生翘曲、光刻机对准精度不足的情况下，完成零对准偏差的电极窗口制备。

技术领域

本发明属于半导体设计技术领域，尤其涉及基于自对准刻蚀工艺的脊形波导电极窗口制作方法。

背景技术

脊型波导是利用横向波导结构来抑制波导内部横向高阶电场模，实现单模输出。在半导体激光器中，常利用窄脊形波导作为高光束质量的单模种子源，具有高亮度、高光束质量、体积小、可靠性高等优点，可制作窄脊形波导半导体激光器或带有脊形波导的锥形半导体激光器。

脊型波导作为半导体激光器中有源区域，需要利用电极窗口对其注入电流。传统的电极窗口制作涉及到两步，第一步是在晶圆上旋涂一层光刻胶，利用紫外光刻技术，在脊形波导的上方开出一个电极窗口；再利用干法刻蚀技术，在绝缘膜上刻蚀出电极窗口。为了使注入电流均匀分布在脊形波导中，电极窗口应位于脊形波导的正中间。但是，由于蒸镀绝缘膜后晶圆发生翘曲、光刻机对准精度不足等原因，在光刻时电极窗口的图形位置会发生偏移。若电极窗口位置在脊形波导区域内偏离，会使注入电流分布不均匀，从而影响出射激光的横向模式，降低光束质量；若电极窗口位置偏出脊形波导区域，则会影响器件出光，从而影响激光器的整体性能。

在脊型波导的制备工艺中，如何在晶圆发生翘曲、光刻机对准精度低的情况下，完成高质量、极小偏差甚至零对准偏差的电极窗口制备，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了基于自对准刻蚀工艺的脊形波导电极窗口制作方法，本发明用于外延片上脊形波导电极窗口的制作，能在晶圆发生翘曲、光刻机对准精度不足的情况下，完成零对准偏差的电极窗口制备。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种基于自对准刻蚀工艺的脊形波导电极窗口制作方法，所述方法包括：

在刻蚀好脊形波导的外延片上沉积一层绝缘膜；

在所述绝缘膜上涂一层光刻胶，并进行软烘；

对所述光刻胶进行刻蚀，直至脊形波导上方的光刻胶被完全刻蚀后停止，并对残留的光刻胶进行硬烘；

对硬烘后外延片上脊形波导上方的绝缘膜进行刻蚀；

对脊形波导上方绝缘膜被完全刻蚀的外延片去胶，在所述脊形波导上得到电极窗口。

进一步的，所述脊形波导的高度为500nm-4um，宽度为1um-10um。

脊形波导的高度取值在500nm-4um，是为了在旋涂光刻胶后尽量保持脊型波导上层和两侧的光刻胶分布在同一水平面上，此时脊形波导上方的光刻胶厚度与脊形两侧的光刻胶厚度相差大，使脊形波导上方光刻胶被完全刻蚀后，脊形两侧仍然残留有一定厚度的光刻胶，在下一步刻蚀工艺中可以保护被光刻胶覆盖的绝缘膜不被刻蚀。若脊形波导的高度超过该范围，光刻胶涂覆的均匀性差，可能导致脊型波导上层和两侧的光刻胶厚度相差小，导致将脊形波导上方光刻胶完全刻蚀后，脊形两侧的光刻胶也几乎被完全刻蚀，无法再保护绝缘膜，从而在后续刻蚀时将侧面的绝缘膜也刻蚀掉，影响后续对脊形的电注入。