[發(fā)明專利]一種鈮酸鋰光波導器件電極的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310320197.2
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103353630A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 王定理;傅力;李林松;張登巍;呂軍
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/13
• 分類號: G02B6/13;G02B6/136;G02B6/122;G02F1/035;G03F7/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

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技術領域

本發(fā)明涉及涉及到一種光無源器件制造方法，特別是涉及一種鈮酸鋰光波導器件電極的制作方法，本發(fā)明屬于通信領域。

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背景技術

自20世紀60年代首次觀察到光波導現(xiàn)象以來，光波導理論迅速發(fā)展，各種各樣的光子器件相繼問世，并嘗試應用到了眾多領域。不僅產(chǎn)生了半導體激光器、探測器、光調(diào)制器、光開關、光放大器和光傳感器等單功能的集成器件，而且能夠實現(xiàn)多個核心器件集成，形成具有一定復雜功能的器件系統(tǒng)。

由于鈮酸鋰晶體具有優(yōu)異的電光、聲光、光彈、非線性、光折變等性能，其在光通訊領域應用非常廣泛，是光波導器件中最常使用的晶體材料。通過改變鈮酸鋰光波導和電極的形狀，能夠在鈮酸鋰晶體上制作出適合應用于各種光控制和傳輸器件，如相位調(diào)制器、相位延遲器、光學隔離器、可變衰減器等。

鈮酸鋰光波導器件的制備方法通常是以SiO2作為掩模，使用退火質(zhì)子交換的方法，在鈮酸鋰晶體表面制作光波導，然后大面積去除基片表面的SiO2掩模，接著在光波導表面的兩側制作金屬電極。而制作金屬電極通常采用金屬腐蝕法，即先在鈮酸鋰基片整個表面濺射一層金屬薄膜，接著在其表面進行光刻，然后用化學腐蝕法腐蝕掉不需要的金屬膜，而形成圖形電極。如圖2a至圖2f所示是現(xiàn)有技術中制作鈮酸鋰光波導器件電極的工藝流程，（a）在鈮酸鋰基底1上，以SiO2作為SiO2掩模層3，采用退火質(zhì)子交換技術制作出光波導2；（b）去除掩模層3后的芯片截面圖；（c）在整個芯片上鍍制一層金屬薄膜4；（d）在金屬薄膜4表面，在光波導2的兩側進行套刻，形成光刻膠層5的掩模圖形；（e）腐蝕掉沒有光刻膠層5掩模覆蓋區(qū)域的金屬薄膜；（f）去除光刻膠層掩模，完成電極制作。

由于圖形電極與光波導必須套刻準確，而現(xiàn)有技術工藝在進行電極圖形套刻前，鈮酸鋰光波導表面兩側的SiO2掩模已去除，因而必須在基片表面專門制作套刻標記，而不是將電極圖形與光波導直接套刻，這樣套刻的準確性與重復一致性難以保證。另外由于采用濕法腐蝕法制作電極，則要求鍍制的金屬膜易于腐蝕，對金屬電極的種類有限制，如Pt等金屬就很難用濕法腐蝕。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的克服現(xiàn)有技術存在的技術缺陷，提供一種鈮酸鋰光波導器件電極制作方法，采用本發(fā)明方法可以保證在鈮酸鋰光波導器件表面形成附著力良好圖形完整的金屬電極，并使得圖形電極與光波導套刻準確，工藝簡單方便。

本發(fā)明的技術方案是：

一種鈮酸鋰光波導器件電極的制作方法，包括下列步驟：步驟1：在鈮酸鋰基片上，以SiO2作為掩模制作光波導，形成鈮酸鋰芯片；步驟2：以光波導表面兩側的SiO2掩模作為套刻標記進行電極圖形套刻；步驟3：去除位于電極區(qū)的SiO2掩模;步驟4：在鈮酸鋰芯片暴露表面上鍍制金屬薄膜；步驟5：將鍍制好金屬薄膜的鈮酸鋰芯片浸入剝離液中，去除鈮酸鋰基片表面上的光刻膠以及光刻膠表面覆蓋的金屬薄膜，清潔鈮酸鋰芯片表面；步驟6：采用腐蝕液去除鈮酸鋰芯片表面剩余的SiO2掩模，完成電極制作。

所述步驟3具體過程為：首先利用感應耦合等離子體刻蝕對位于電極區(qū)的SiO2掩模進行干法刻蝕大部分厚度，然后用腐蝕液對剩余的SiO2掩模進行濕法腐蝕直至完全去除。

所述步驟1制作過程為在鈮酸鋰基片表面生長一層厚度為200nm的SiO2薄膜，光刻出對應光波導的SiO2掩模，通過質(zhì)子交換以及氣氛退火技術在鈮酸鋰基片上形成光波導。

所述步驟3中的金屬薄膜鍍制采用濺射或者電子束蒸發(fā)的方法。

所述金屬薄膜采用?Cr或Ni或Al單層金屬膜。

所述金屬薄膜是Ni/Au或Ti/Pt/Au組成多層金屬膜。

所述步驟3和步驟6中去除鈮酸鋰芯片表面剩余的SiO2掩模腐蝕液是由氫氟酸和四氟化銨配置成的緩沖刻蝕液。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1）利用本發(fā)明方法制作光波導的SiO2掩模和光波導區(qū)的界面，在光刻機的顯微鏡下能夠清晰的辨識出掩模版上電極區(qū)與芯片表面光波導區(qū)邊緣，從而可以直接將電極圖形和光波導進行套刻，以保證兩區(qū)域不重疊，提高套刻精度；

2）采用本發(fā)明方法SiO2腐蝕速率可控，能夠保證光刻膠和SiO2組成倒臺型形狀一致性好，使得隨后的金屬剝離能夠順利進行，所制作出的電極邊緣銳利光滑、缺陷少；