[發明專利]與光波導集成的二氧化硅微透鏡的制作方法

有效

• 申請號: 201710487138.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107247314B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 孫冰麗;張家順;安俊明;王亮亮;鐘飛;常夏森
• 申請（專利權）人: 河南仕佳光子科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/124;G02B6/13
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;謝萍

1.一種與光波導集成的二氧化硅微透鏡的制造方法，其特征在于，步驟如下：S1，確定微透鏡的透鏡高度H、透鏡前表面曲率半徑R1、透鏡后表面曲率半徑R2和透鏡中心厚度T；

S2，根據步驟S1制作微透鏡掩膜版；

S3，制作PLC型光分路器或陣列波導光柵芯片；

S4，在制作的PLC型光分路器或陣列波導光柵芯片需要制作微透鏡的地方，利用ICP深刻蝕做出一個凹槽，凹槽深度為20-30μm，凹槽寬度比透鏡中心厚度T寬5-10μm；

S5，使用PECVD方法在PLC型光分路器或陣列波導光柵芯片的表面生長摻鍺的SiO₂透鏡層；

S6，利用步驟S2中的透鏡掩膜版，并使用感應耦合等離子體ICP對步驟S5的摻鍺的SiO₂透鏡層進行刻蝕，形成微透鏡；

S7，采用PECVD對刻蝕的透鏡進行鍍膜，鍍膜材料為氟化鎂。

2.根據權利要求1所述的與光波導集成的二氧化硅微透鏡的制造方法，其特征在于：在步驟S3中，PLC型光分路器或陣列波導光柵的制作步驟如下；

S3.1，對基底表面進行清洗；

S3.2，在基底表面通過熱氧化生成二氧化硅下包層，二氧化硅下包層的厚度為10-15μm；

S3.3，在二氧化硅下包層上，使用等離子體增強化學氣相沉積方法生長摻鍺的二氧化硅波導芯層；且摻鍺的二氧化硅波導芯層的厚度為4-8μm，寬度為4-8μm；

S3.4，使用低壓力化學氣相沉積法生長多晶硅硬掩膜層，多晶硅硬掩膜層覆蓋二氧化硅下包層和摻鍺的二氧化硅波導芯層；且多晶硅硬掩膜層厚度為1μm；

S3.5，在多晶硅硬掩膜層上涂光刻膠，并將光刻板上的圖形轉移到光刻膠上；

S3.6，刻蝕步驟S3.5中的多晶硅硬掩膜層，去除無用的光刻膠；

S3.7，使用感應耦合等離子體刻蝕方法進行芯區刻蝕，得到所需的波導芯層，刻蝕深度比芯區厚度大0.3-0.4μm；

S3.8，去除剩余的多晶硅硬掩膜層；

S3.9，利用低應力摻雜硼磷硅玻璃方法生長上包層，上包層厚度為10-25μm；

S3.10，上包層退火，退火溫度900-1100℃，退火時間為3-5小時；退火后完成PLC型光分路器或陣列波導光柵的制作。

3.根據權利要求2所述的與光波導集成的二氧化硅微透鏡的制造方法，其特征在于：在步驟S3.1中，所述基底為單晶硅片或石英片。

4.根據權利要求1所述的與光波導集成的二氧化硅微透鏡的制造方法，其特征在于：在步驟S2中，所述透鏡掩膜版是根據透鏡的垂直投影圖形制作。