一种DFB芯片的脊钝化方法与流程

本发明属于光电芯片的制造技术领域，具体涉及一种dfb芯片的脊钝化方法。

背景技术：

在光通讯、光传感等领域，为了提高光电芯片的性能与可靠性，很多科研工作者对光电芯片的工艺优化做了大量的实验。由于inp基dfb激光器(distributedfeedbacklaser，分布式反馈激光器)稳定的动态单纵模特点，使其被广泛应用于光纤通信发射器件，其中脊结构钝化保护的好坏直接影响dfb激光器性能及良率。因为脊条的宽度较细，只有2微米左右，在光刻图形转移过程中，往往会因为曝光量以及对准的偏离，加上刻蚀的横向效应，造成脊侧壁上的sinx氮化硅被刻蚀掉，造成钝化失效，导致漏电，影响芯片的可靠性。

如何提供一种钝化有效、不漏电及提高芯片可靠性的dfb芯片的脊钝化方法，是一个急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种dfb芯片的脊钝化方法，从而克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种dfb芯片的脊钝化方法，其包括：

s100，在基体表面沉积光学介质膜，沉积有所述光学介质膜的基体表面上具有至少一个脊槽和至少一个脊；

s200，在所述光学介质膜表面上涂覆第一光刻胶，形成第一光刻胶层，填平所述脊槽，之后对涂覆了所述第一光刻胶的基体进行固化；

s300，在所述第一光刻胶层上涂覆第二光刻胶，形成第二光刻胶层，通过光刻工艺在所述第二光刻胶层上形成贯穿第二光刻胶层的脊开孔图形，所述脊开孔图形的位置与所述脊的位置相对应；

s400，根据所述脊开孔图形，在基体上刻蚀出从上往下依次贯穿第一光刻胶层和光学介质膜层的脊开孔。

在一优选实施例中，所述光学介质膜为光学介质膜sinx。

在一优选实施例中，沉积有所述光学介质膜的基体表面上具有多个间隔设置的脊槽，且相邻两个脊槽之间设置有脊。

在一优选实施例中，所述脊槽为向下凹陷的倒梯形脊槽，所述脊为向上凸起的正梯形脊。

在一优选实施例中，所述第一光刻胶为光敏bcb光刻胶。

在一优选实施例中，所述s300中的光刻工艺包括匀胶、曝光和显影步骤。

在一优选实施例中，所述s400中刻蚀工艺为感应耦合等离子体icp刻蚀工艺。

在一优选实施例中，所述等离子体刻蚀工艺的流程包括：

s401，先通过干法icp刻蚀，刻蚀第一光刻胶；

s402，再通过干法icp刻蚀，刻蚀光学介质膜。

在一优选实施例中，所述s401中，反应气体包括流速为30-60sccm的六氟化硫、流速为60-80sccm的氧气及流速为50-90sccm的氦。

在一优选实施例中，所述s402中，反应气体包括流速为40-60sccm的六氟化硫、流速为10-30sccm的三氟甲烷及流速为50-90sccm的氦。

在一优选实施例中，所述方法还包括：

s500，采用去胶液去除基体上的第二光刻胶层。

在一优选实施例中，s100中，采用pecvd(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，等离子体增强化学的气相沉积法)沉积光学介质膜。

与现有技术相比较，本发明的有益效果至少在于：

本发明采用光学介质膜sinx与光敏树脂bcb双钝化的工艺方法，可以避免金属电极在脊槽两侧的爬坡弊端，在脊开孔时，因为bcb的横向刻蚀速率较慢，可以有效保护第一层钝化的sinx，该工艺方法可以有效解决脊刻蚀过程中造成脊侧壁裸露的问题，进而避免了芯片漏电，提高了芯片的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一典型实施方案中一种dfb芯片的脊钝化方法的流程示意图；

图2是步骤s100形成的基体结构示意图；

图3是步骤s200形成的基体结构示意图；

图4是步骤s300形成的基体结构示意图；

图5是步骤s400形成的基体结构示意图；

图6是步骤s500形成的基体结构示意图；

图7是现有技术中对照例的基体结构示意图。

附图标记说明：1-基体，11-脊槽，12-脊，2-光学介质膜，3-第一光刻胶层，4-第二光刻胶层，41-脊开孔图形，5-脊开孔。

具体实施方式

通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本发明的示范性，本发明可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。

本发明实施例的一个方面所揭示的一种dfb芯片的脊钝化方法，通过采用光学介质膜sinx与光敏树脂bcb双钝化的工艺方法，有效解决脊刻蚀过程中造成脊侧壁裸露的问题，进而避免了芯片漏电，提高了芯片的可靠性。

如图1所示，本发明所揭示的一种dfb芯片的脊钝化方法，包括以下步骤：

s100，在基体1表面沉积光学介质膜2，沉积有光学介质膜2的基体1表面上具有至少一个脊槽11和至少一个脊12。

具体地，结合图2所示，采用pecvd(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，等离子体增强化学的气相沉积法)在基体1表面沉积光学介质膜sinx，光学介质膜sinx的厚度为300-400nm。沉积后，基体1的上表面的中部具有两个脊槽11和一个脊12，脊12位于两个脊槽11之间，每个脊槽11呈自基体1的上表面向下凹陷的倒梯形脊槽，脊12呈自基体1的上表面向上凸起的正梯形脊，且脊12的上端面与光学介质膜sinx除脊槽11外的上端面位于同一平面上。本发明不限于采用pecvd工艺沉积光学介质膜sinx，光学介质膜2也不限于为光学介质膜sinx，且脊槽11和脊12的数量和形状也可以不限于这里所设置的。dfb脊槽深度是由外延结构决定，优选深度为1.75um。

s200，在光学介质膜2表面上涂覆第一光刻胶，形成第一光刻胶层3，填平脊槽11，之后对涂覆了第一光刻胶的基体1进行固化。

具体地，结合图3所示，在光学介质膜sinx的表面上涂覆光敏bcb光刻胶，形成光敏bcb光刻胶层，光敏bcb光刻胶层的厚度为2-3um，光敏bcb光刻胶填平基体1上的脊槽11，使基体1的上端面整体呈一个平面。之后将涂覆完光敏bcb光刻胶的基体1放在烘箱中进行固化。本发明通过增加光敏树脂bcb钝化可以填充基体1成为一个平面，可以避免金属电极在脊槽11两侧的爬坡弊端。其中，固化条件为：从室温升到100℃，100℃保持15min，从100℃升温到200℃，200℃保持15min，200℃升温到250℃，250℃保持2-4h，且固化过程中向烘箱中通入氮气保护。

s300，在第一光刻胶层3上涂覆第二光刻胶，形成第二光刻胶层4，通过光刻工艺在第二光刻胶层4上形成贯穿第二光刻胶层4的脊开孔图形41，脊开孔图形41的位置与脊12的位置相对应。

具体地，结合图4所示，首先在光敏bcb光刻胶上涂覆photoresist光刻胶，形成photoresist光刻胶层，photoresist光刻胶层的厚度大于4um，之后通过光刻工艺在photoresist光刻胶层上形成贯穿photoresist光刻胶层的脊开孔图形41，脊开孔图形41的位置与脊12的位置相对应，从而完成脊开孔图形41的转移。

其中，光刻工艺包括匀胶、曝光和显影步骤。具体地，使用匀胶机在片源上旋转涂敷一层光刻胶，前烘后使用光刻机把图形曝光转移到片源上，最后使用显影液去除透光区域的光刻胶，最后后烘一下片源即完成光刻工艺。

s400，根据脊开孔图形41，在基体1上刻蚀出从上往下依次贯穿第一光刻胶层3和光学介质膜层4的脊开孔5。

具体地，结合图5所示，本实施例采用感应耦合等离子体icp刻蚀工艺完成脊开孔5。具体地，等离子体icp刻蚀工艺的流程包括：

s401，先通过干法icp刻蚀，刻蚀光敏bcb光刻胶。

反应气体具体包括流速为30-60sccm的六氟化硫sf6、流速为60-80sccm的氧气o2及流速为50-90sccm的氦he。功率为：1000-1500wicp、500--800wrf。其中，icp为刻蚀机的上电极源功率，rf为刻蚀机的下电极射频功率。

s402，再通过干法icp刻蚀，刻蚀光学介质膜sinx。

反应气体包括流速为40-60sccm的六氟化硫sf6、流速为10-30sccm的三氟甲烷chf3及流速为50-90sccm的氦he。功率为：1000-1500wicp、500--800wrf。

最终形成的脊开孔5从上往下依次贯穿photoresist光刻胶、光敏bcb光刻胶和光学介质膜sinx。

本发明采用icp刻蚀完成脊开孔5，因为光敏bcb光刻胶层的横向刻蚀速率较慢，可以有效保护第一层钝化的光学介质膜sinx，该工艺方法可以有效解决脊刻蚀过程中造成脊侧壁裸露的问题，避免芯片漏电，提高芯片的可靠性。

s500，采用去胶液去除基体上的第二光刻胶层4，形成的基体结构如图6所示。

对照例

如图7所示，现有基体没有在光学介质膜2表面上涂覆光敏bcb光刻胶层，来平基体1上的脊槽11，所以金属电极在脊槽11两侧会出现爬坡现象，且因为没有涂覆光敏bcb光刻胶层，所以在刻蚀脊开孔5时，第一层钝化的光学介质膜sinx得不到很好的保护，所以会出现脊刻蚀过程中造成脊侧壁裸露、芯片漏电等问题，芯片可靠性降低。

本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。

在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。

在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。

除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。

应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。

此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。

尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。