本发明涉及芯片制备,具体涉及一种多高度波导的制备工艺。
背景技术:
1、随着信息产业的快速发展以及物联网、云计算和大数据时代的到来,人们对于信息数据的容量和处理速度的要求越来越高。虽然随着摩尔定律的发展,传统的微电子器件尺寸逐渐减小,件性能和功耗不断地改善,但在巨大的数据应用需求下,在速率和功耗等方面的缺点日益凸显,而光集成技术(pic)在尺寸、功耗、成本、可靠性等方面优势明显 ,是未来发展主流。
2、波导和各种光器件作为信号加载,传输和转换的载体,是光集成芯片关键技术之一。不同性能需求需要不同形状的波导和光器件,从而产生对光波导材料的不同厚度的需求。
3、目前不同高度的光波导材料加工方法有两种。一种分步刻蚀,每一步都刻蚀一定的量,累加起来是全刻蚀,这种方法的一大问题是不同步骤间得套壳偏差会形成不稳定得台阶高度,特别是几步partial et之间,对性能稳定性有影响;另一种是不同的刻蚀完全独立,这种方法问题是版图处理非常麻烦,需要综合考虑不同刻蚀步骤的间重叠的关系,增加版图处理复杂性,不利于版图的设计。
技术实现思路
1、为解决现有技术的至少一个技术问题,本发明提供一种多高度波导的制备工艺 。
2、为达到上述发明目的,本发明采用的技术方案是:一种多高度波导的制备工艺 ,所述多高度波导包括全高区域、浅刻区域和深刻区域,所述全高区域距离衬底的高度大于所述浅刻区域距离所述衬底的高度,所述浅刻区域距离所述衬底的高度大于所述深刻区域距离所述衬底的高度,包括以下步骤:
3、步骤一:提供一衬底,在所述衬底的一表面形成第一包覆层,在所述第一包覆层远离所述衬底的表面形成第一波导层;
4、步骤二:对所述第一波导层进行第一次的光刻和刻蚀,完成多高度波导的全高区域图形化;
5、步骤三:对所述第一波导层进行第二次的光刻和刻蚀,完成多高度波导的浅刻区域图形化;
6、步骤四:对所述第一波导层进行第三次的光刻和刻蚀,完成多高度波导的深刻区域图形化;
7、所述刻蚀采用硬掩模自对准方式逐步刻蚀。
8、进一步的,对所述第一波导层进行第一次的光刻和刻蚀,完成多高度波导的全高区域图形化,包括:
9、在所述第一波导层远离所述衬底的表面进行沉积,形成第一硬掩模层;
10、采用光刻加刻蚀的工艺,对第一波导层图形化,形成多高度波导的全高区域,保留全高区域的第一硬掩模层。
11、进一步的,通过薄膜沉积形成所述第一硬掩模层;
12、所述薄膜可选用氮化铝、氮氧化铝、氧化铝、多晶硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、sicn或sioch。
13、进一步的,对所述第一波导层进行第二次的光刻和刻蚀,完成多高度波导的浅刻区域图形化,包括:
14、去除所述第一波导层表面的光刻胶残留,在所述第一波导层远离所述衬底的表面形成覆盖所述全高区域的第一有机介电层;
15、在第一有机介电层远离衬底的表面进行沉积,形成第二硬掩模层;
16、采用光刻加刻蚀的工艺,对第一波导层图形化,形成多高度波导的浅刻区域,保留浅刻区域上方的第二硬掩模层。
17、进一步的,通过薄膜沉积形成所述第二硬掩模层;
18、所述薄膜可选用氮化铝、氮氧化铝、氧化铝、多晶硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、sicn或sioch。
19、进一步的,在第二刻蚀过程中,先刻蚀第二硬掩模层,然后刻蚀第一有机介电层,最后刻蚀第一波导层。
20、进一步的,通过在全高区域和第一波导层表面涂覆一预设厚度的有机介电层形成所述第一有机介电层;
21、所述第一有机介电层可选用amorphous carbon、barc、chm701b、hm8006、hm8014、odl-102或其他商用胶。
22、进一步的,对所述第一波导层进行第三次的光刻和刻蚀,完成多高度波导的深刻区域图形化,包括:
23、在所述第一波导层远离所述衬底的表面形成覆盖所述全高区域和所述浅刻区域的第二有机介电层;
24、在所述第二有机介电层表面进行沉积,形成第三硬掩模层;
25、采用光刻加刻蚀的工艺,对第一波导层图形化,形成多高度波导的深刻区域;
26、去除残余的光刻胶。
27、进一步的,通过薄膜沉积形成所述第三硬掩模层;
28、所述薄膜可选用氮化铝、氮氧化铝、氧化铝、多晶硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、sicn或sioch。
29、进一步地,在第三次可使过程中,先刻蚀第三硬掩模层,然后刻蚀第二有机介电层,最后刻蚀第一波导层。
30、进一步的,所述刻蚀可采用干法刻蚀或湿法刻蚀。
31、由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
32、本发明采用硬掩模(hard mask,hm)自对准方式逐步刻蚀,可形成没有台阶的多高度波导器件,每个高度的图形由于是自对准,不会由套壳偏差引起不稳定台阶高度,不同高度重叠部分由最厚层的图形决定,版图和过程对应区域清晰明了,方便设计人员采用自动化脚本自动绘图,同时改善器件的性能和设计的直观性。
1.一种多高度波导的制备工艺 ,所述多高度波导包括全高区域、浅刻区域和深刻区域,所述全高区域距离衬底的高度大于所述浅刻区域距离所述衬底的高度,所述浅刻区域距离所述衬底的高度大于所述深刻区域距离所述衬底的高度,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的一种多高度波导的制备工艺,其特征在于;
3.如权利要求2所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;
4.如权利要求1所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;
5.如权利要求4所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;
6.如权利要求4所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;
7.如权利要求4所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;
8.如权利要求1所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;
9.如权利要求8所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;
10.如权利要求9所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;
11.如权利要求1至10任一项所述的一种多高度波导的制备工艺 ,其特征在于;