一种平面光波导器件的制作方法技术

本发明专利技术提供一种平面光波导器件的制作方法，包括：提供表面形成有硼磷硅玻璃膜层的平面光波导器件的半成品；将所述半成品放置在退火管中；向所述退火管中通入含氧气的保护气体，为所述退火管内提供富氧氛围；加热所述退火管，使所述退火管内部的温度上升至1050℃以上，对所述半成品进行高温退火，以对所述半成品表面进行平坦化。本发明专利技术中在高温退火过程中，向退火管中通入含氧气的保护气体，为硼磷硅玻璃膜层回流退火提供一个富氧氛围，由于氧能够有效抑制掺杂离子在二氧化硅玻璃膜层中的扩散，从而有效抑制高温退火工艺中掺杂离子的析出，提高了高温退火工艺形成的平面光波导器件的质量以及产品的成品率。

【技术实现步骤摘要】
一种平面光波导器件的制作方法
本专利技术涉及光通信器件的制作
，更具体的说是涉及一种平面光波导器件的制作方法。
技术介绍
平面光波导(PlanarLight-waveCircuit，简称PLC)技术，就是将光学模块整合在晶圆上的技术，有助于光通讯组件集成化、缩小体积以及减少封装次数。平面光波导器件与诸如棱镜、透镜等传统的分立光学器件相比，具有大规模生产、低成本、高稳定性、高集成度等优点，是组成各种集成光器件的核心元件。在基于PLC技术的产品中，光传导层刻蚀完成后，会形成深宽比较大的深槽，需用硼磷硅玻璃(BoronphosphorsilicateGlass,简称BPSG)在800℃以上温度条件下通过退火工序，使BPSG像液体一样流动，回流到深槽内，将深槽填满，从而使光传导层表面变得平坦，方便后续制程的进行。但是，专利技术人发现，现有技术中高温退火工艺形成的平面光波导器件的质量较差，成品率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种平面光波导器件的制作方法，以提高高温退火工艺形成的平面光波导器件的质量和成品率。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种平面光波导器件的制作方法，包括：提供表面形成有硼磷硅玻璃膜层的平面光波导器件的半成品；将所述半成品放置在退火管中；向所述退火管中通入含氧气的保护气体，为所述退火管内提供富氧氛围；加热所述退火管，使所述退火管内部的温度上升至1050℃以上，对所述半成品进行高温退火，以对所述半成品表面进行平坦化。优选地，所述含氧气的保护气体为：氧气、或氮气和氧气混合气体、或氧气和惰性气体的混合气体、或氧气和水蒸气的混合气体。优选地，所述含氧气的保护气体的气体流量范围为200mL/min—15L/min，包括端点值。优选地，所述含氧气的保护气体为氧气。优选地，所述氧气的气体流量为10L/min。优选地，所述含氧气的保护气体为氧气和水蒸气的混合气体。优选地，所述氧气和水蒸气的混合气体的气体流量为200mL/min。优选地，所述硼磷硅玻璃膜层中硼磷的相对质量百分比之和在10％以内，且大于0。优选地，所述硼的相对质量百分比≤5％，所述磷的相对质量百分比小于4.4％。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的平面光波导器件的制作方法，将现有技术中的高温(1050℃以上)退火工艺中的氮气用含氧气的气体代替，即在高温退火工艺中通入含氧气的保护气体，为所述退火管内部提供一个富氧氛围，使所述回流填孔过程在富氧的氛围下进行，由于所述氧能够有效抑制掺杂离子在二氧化硅膜层内的扩散，从而能够有效抑制高温退火工艺时硼磷硅玻璃膜层中掺杂离子的析出，提高了高温退火工艺形成的平面光波导器件的质量以及产品的成品率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种平面光波导器件的制作方法流程图；图2为现有技术中氮气氛围高温退火掺杂离子析出显微镜观察效果图；图3为现有技术中氮气氛围低温退火回流显微镜观察效果图；图4为本专利技术提供的氧气氛围高温退火回流显微镜观察效果图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述，现有技术中高温退火工艺得到的平面光波导器件的质量和成品率较低。专利技术人发现，出现上述现象的原因是，平面光波导器件制作过程中出现的深槽的深宽比较大，退火工艺中回流填孔需要的BPSG膜层的体积较大，对BPSG膜层的流动性要求较高，由于在硼磷硅玻璃的掺杂浓度一定的条件下，退火温度越高，回流填孔效果越好，平面光波导器件半成品的表面越平坦。因此平面光波导器件的制作过程中，其退火工艺的温度较高，一般在1050℃以上。但是较高的退火温度下，平面光波导器件半成品的表面容易析出灰白色的不透明颗粒，即硼磷硅玻璃中的掺杂离子，平面光波导器件为光透型器件，表面析出掺杂离子会严重影响平面光波导器件的质量，当掺杂离子析出严重时，甚至会导致平面光波导器件失效、产品报废。因此，需要在保证高温退火工艺的回流填孔效果的情况下，有效抑制掺杂离子的析出。但是，由于现有技术中的高温退火工艺采用的是氮气退火气氛，氮气的作用仅为隔绝空气与平面光波导半成品接触，并传递热量，对掺杂离子析出的抑制作用较弱，因此，在氮气氛围下进行高温退火时，容易出现掺杂离子析出的现象。基于此，专利技术人经过研究发现，提供了一种平面光波导器件的制作方法，包括：提供表面形成有硼磷硅玻璃膜层的平面光波导器件的半成品；将所述半成品放置在退火管中；向所述退火管中通入含氧气的保护气体，为所述退火管内提供富氧氛围；加热所述退火管，使所述退火管内部的温度上升至1050℃以上，对所述半成品进行高温退火，以对所述半成品表面进行平坦化。由上述的技术方案可知，本专利技术提供的平面光波导器件的制作方法，将现有技术中的高温退火工艺中的氮气用含氧气的气体代替，即在高温退火工艺中通入含氧气的保护气体，为所述退火管内部提供一个富氧氛围，使所述回流填孔过程在富氧的氛围下进行，由于所述氧能够有效抑制掺杂离子在二氧化硅膜层内的扩散，从而能够有效抑制掺杂离子的析出，提高了平面光波导器件的质量以及产品的成品率。以上是本申请的核心思想，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。下面通过实施例具体描述本专利技术提供的平面光波导器件的制作方法。本专利技术实施例公开的一种平面光波导器件的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤S1：提供表面形成有硼磷硅玻璃膜层的平面光波导器件的半成品；所述半成品是指，光传导层刻蚀完成后，在所述光传导层表面采用PECVD工艺形成硼磷硅玻璃膜层后的半成品。其中，所述硼磷硅玻璃膜层即为掺杂了硼和磷的二氧化硅，平面光波导器件中硼磷硅玻璃膜层的作用主要为，通过调节硼磷硅玻璃中杂质的掺杂浓度，改变硼磷硅玻璃膜层的折射率，使硼磷硅玻璃膜层的折射率与平面光波导器件的芯层的折射率之间存在差值，进而使光能够在芯层和硼磷硅玻璃膜层的交界位置发生全反射，90％以上的光能量在芯层中不断发生全反射并沿一定方向传播，从而达到光传输的目的。本步骤中形成的硼磷硅玻璃由于在二氧化硅原有的有序网络结构掺杂了硼磷杂质(B2O3，P2O5)，二氧化硅原有的有序网络结构变得疏松，因此，硼磷硅玻璃膜层的结构为不稳定的状态，在高温条件下硼磷硅玻璃膜层具有像液体一样的流动能力(Reflow)，从而BP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面光波导器件的制作方法，其特征在于，包括：提供表面形成有硼磷硅玻璃膜层的平面光波导器件的半成品；将所述半成品放置在退火管中；向所述退火管中通入含氧气的保护气体，为所述退火管内提供富氧氛围；加热所述退火管，使所述退火管内部的温度上升至1050℃以上，对所述半成品进行高温退火，以对所述半成品表面进行平坦化。

【技术特征摘要】
1.一种平面光波导器件的制作方法，其特征在于，包括：提供表面形成有硼磷硅玻璃膜层的平面光波导器件的半成品；将所述半成品放置在退火管中，使所述硼磷硅玻璃膜层液化为可流动的液体，对平面光波导半成品表面的深槽进行填充；向所述退火管中通入含氧气的保护气体，为所述退火管内提供富氧氛围；加热所述退火管，使所述退火管内部的温度上升至1050℃以上，对所述半成品进行高温退火，以对所述半成品表面进行平坦化。2.根据权利要求1所述的平面光波导器件的制作方法，其特征在于，所述含氧气的保护气体为：氧气、或氮气和氧气混合气体、或氧气和惰性气体的混合气体、或氧气和水蒸气的混合气体。3.根据权利要求2所述的平面光波导器件的制作方法，其特征在于，所述含氧气的保护气体的气体流量范围为200mL/min—15L/mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杉，李朝阳，
申请(专利权)人：四川飞阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51