[發(fā)明專利]降低光波導損耗的處理方法及裝置

在審

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• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113206011A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 顏博霞;亓巖;白謀;王延偉;韓哲;范元媛
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324
• 代理公司: 北京辰權知識產(chǎn)權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發(fā)明提供了一種降低光波導損耗的處理方法及裝置，該降低光波導損耗的處理方法包括以下步驟：將劃片后的芯片依次進行升溫階段、恒溫階段和降溫階段的處理；其中，升溫階段為：以預定升溫速率升溫至200～250℃；恒溫階段為：在200～250℃保持一定時間；降溫階段為：以預定降溫速率降溫至50±5℃。該降低光波導損耗的處理方法通過低溫烘烤光子芯片恒定時間，消除或降低劃片帶來的應力問題，直接、快速的實現(xiàn)了光波導傳輸損耗的降低，同時低溫烘烤避免了高溫對光子芯片上器件的破壞，簡單易行。

技術領域

本發(fā)明涉及集成光子技術領域，具體涉及一種降低光波導損耗的處理方法及裝置。

背景技術

集成光子技術類似于集成微電子技術，是在基于硅或與硅工藝兼容的其他材料平臺上，實現(xiàn)微納尺寸的信息功能器件，通過將各個器件互聯(lián)，可以實現(xiàn)大規(guī)模集成，從而形成一個具有完整功能的新型芯片。絕緣體上的硅(SOI)平臺上可以制作光波導，耦合器、調制器和分光器等各種光子器件，也可以摻雜Ge做探測器等有源器件，甚至激光器，具有與互補金屬氧化物半導體(CMOS)工藝兼容，集成密度高，加工工藝成熟等優(yōu)點，成為目前集成光子技術的主流材料。

光波導是光子芯片上的主要器件，波導損耗直接影響著光子器件的特性，光波導損耗主要有吸收損耗、散射損耗和耦合損耗，硅材料在1.5微米波長附近有良好的透過率，波導加工過程中的側壁粗糙度造成的散射損耗是光波導損耗的主要因素，在光子芯片加工過程中采用氫氣氛下的高溫退火降低波導的側壁粗糙度，溫度一般是在1000℃以上，或者采用高溫熱氧化減低表面粗糙度。在基于標準CMOS工藝的硅光子工藝流程開發(fā)的光子芯片經(jīng)過開窗后一般經(jīng)過劃片機劃片后直接包裝交給用戶，但是劃片機劃片過程中鋸片高速轉動帶來熱，同時采用水冷卻鋸片，因而在切割芯片后，由于溫度不均勻和受力不均勻等引入應力導致芯片微小變形等，進一步導致芯片上光波導的損耗增加。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種降低光波導損耗的處理方法及裝置，該降低光波導損耗的處理方法通過低溫烘烤光子芯片恒定時間，消除或降低劃片帶來的應力問題，直接、快速的實現(xiàn)了光波導傳輸損耗的降低，同時低溫烘烤避免了高溫對光子芯片上器件的破壞，簡單易行，以解決現(xiàn)有技術中因劃片造成光子芯片引入內應力且進一步導致芯片上光波導損耗增加的技術問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種降低光波導損耗的處理方法包括以下步驟：

將劃片后的芯片依次進行升溫階段、恒溫階段和降溫階段的處理；

其中，升溫階段為：以預定升溫速率升溫至200～250℃；

恒溫階段為：在200～250℃保持一定時間；

降溫階段為：以預定降溫速率降溫至50±5℃。

進一步的，所述升溫階段的升溫速率為1～5℃/min，時間為30～90min；

優(yōu)選的，所述升溫階段的升溫速率為2～4℃/min，時間為60～90min。

進一步的，所述恒溫階段溫度為200℃或250℃；時間為60～180min；

優(yōu)選的，所述恒溫階段恒溫時間為90～150min。

進一步的，所述降溫階段的降溫速率為1～5℃/min；

優(yōu)選的，所述降溫階段以2～3℃/min降溫至50±5℃。

進一步的，在升溫階段之前對所述劃片后的芯片進行清洗處理：采用半導體標準工藝清洗劃片后的芯片。

進一步的，所述芯片為光子芯片；

優(yōu)選的，所述光子芯片為在基底材料上制作光波導或光子器件的集成光子芯片。