硅基液晶器件及其制作方法与波长选择开关技术

本发明专利技术提供一种硅基液晶器件及其制作方法与波长选择开关。所述硅基液晶器件的制作方法在硅片上形成覆盖多个底电极及相邻底电极之间间隔的平坦化材料膜后，对平坦化材料膜进行多次抛光处理以对平坦化材料膜进行减薄，而后对减薄后的平坦化材料膜进行蚀刻处理，以将减薄后的平坦化材料膜位于多个底电极上的部分去除，形成位于相邻底电极之间的填充部，通过进行多次抛光处理能够使得减薄后的平坦化材料膜位于底电极上的部分的厚度极薄，从而蚀刻制程后形成的填充部表面平坦度高，使得多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度较高，提升波长选择开关等产品的品质。

Silicon based liquid crystal device and its fabrication method and wavelength selective switch

【技术实现步骤摘要】
硅基液晶器件及其制作方法与波长选择开关
本专利技术涉及光学设备
，尤其涉及一种硅基液晶器件及其制作方法与波长选择开关。
技术介绍
波长选择开关(WavelengthSelectiveSwitch，WSS)是可重构光分插复用器(ReconfigurableOpticalAdd-DropMultiplexer，ROADM)的核心光电器件，可实现任意波长或任意波长组合在任意端口的光信号切换、衰减或阻断，是当前光通信行业的重点产品之一。波长选择开关一般包括光纤阵列、整形透镜、衍射光栅、会聚透镜及控制芯片，光线阵列输入的光信号经过整形透镜准直、光斑整形后再经过衍射光栅，使得不同波长的光信号在空间中沿不同角度分开，再由会聚透镜将不同波长信号光信号聚焦在控制芯片上，由控制芯片将不同波长的光信号沿不同方向输出，从而实现光信号的切换、衰减或阻断。现有技术常用硅基液晶(LiquidCrystalONSilicon)器件作为波长选择开关中的控制芯片。硅基液晶器件包括相对设置的硅片及顶板、设于硅片与顶板之间的液晶层，间隔设于硅片靠近顶板的一侧的多个反光的底电极、设于顶板靠近硅片一侧的透光的顶电极，通过控制施加在底电极与顶电极上的电压能够控制液晶层中液晶的偏转角度。将硅基液晶器件作为波长选择开关中的控制芯片时，光信号由顶板一侧射入硅基液晶器件并经底电极反射后射出，通过调整液晶的偏转角度能够使得不同波长的光信号沿不同方向输出，从而实现光信号的切换。目前，为了提升硅基液晶器件的底电极的反射率，通常会在间隔设置的底电极上形成用于增强反射效果的介质层，然而，由于底电极是间隔设置的，使得多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度较差，直接在多个底电极上形成介质层，介质层的平坦度较差，厚度很难控制，导致增强反射的效果大大降低。为解决这一问题，现有技术会在间隔设置的底电极上形成一层二氧化硅镀膜，而后对该二氧化硅镀膜进行一次化学机械抛光(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)处理对其进行减薄，而后对剩余的二氧化硅薄膜进行等离子体蚀刻以暴露出底电极，而相邻底电极之间残留有二氧化硅以提升多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度，由于仅进行一次化学机械抛光处理，导致化学机械抛光处理后残留的二氧化硅镀膜的厚度较厚，而为了使得底电极完全暴露出来，一般采用过蚀刻的方式进行等离子体蚀刻，最终导致相邻底电极之间残留的二氧化硅表面存在较大的凹陷，对提升多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度的效果十分有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硅基液晶器件的制作方法，能够提升多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度，提升产品的品质。本专利技术的另一目的在于提供一种硅基液晶器件，多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度较高，产品品质较好。本专利技术的又一目的在于提供一种波长选择开关，其硅基液晶器件的多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度较高，产品品质较好。为实现上述目的，本专利技术首先提供一种硅基液晶器件的制作方法，包括如下步骤：步骤S1、提供硅片；步骤S2、在硅片上形成间隔设置的多个反光的底电极；步骤S3、在硅片上形成覆盖多个底电极及相邻底电极之间间隔的平坦化材料膜；步骤S4、对平坦化材料膜进行多次抛光处理以对平坦化材料膜进行减薄；步骤S5、对减薄后的平坦化材料膜进行蚀刻处理，将减薄后的平坦化材料膜位于多个底电极上的部分去除，形成位于相邻底电极之间的填充部；步骤S6、在多个底电极及填充部上形成介质层；步骤S7、提供顶板，在顶板上形成透光的顶电极；步骤S8、将硅片形成有底电极的一侧与顶板形成有顶电极的一侧相对设置，在硅片与顶板之间形成液晶层，得到硅基液晶器件。所述介质层包括层叠设置的多层子介质层，相邻两个子介质层的材料分别为第一材料及第二材料，最靠近底电极的一层子介质层的材料为第一材料，第一材料的折射率大于第二材料的折射率。所述第一材料和第二材料的介电常数均大于10；所述第一材料的折射率与第二材料的折射率的差值大于0.5。所述平坦化材料膜的材料为二氧化硅；所述底电极的材料为铝；所述步骤S5中，对减薄后的平坦化材料膜进行蚀刻气体为氯气的等离子体蚀刻处理。所述步骤S4中，对平坦化材料膜进行多次化学机械抛光处理。所述步骤S4中，对平坦化材料膜进行化学机械抛光处理的次数为3至8次。所述步骤S4中，除了第一次化学机械抛光处理外，在进行每一次化学机械抛光处理之前，通过量测平坦化材料膜的厚度并依据平坦化材料膜的厚度调整该次化学机械抛光处理的制程参数，使得进行该次化学机械抛光处理后平坦化材料膜位于底电极上的部分的厚度为进行该次化学机械抛光处理前平坦化材料膜位于底电极上的部分的厚度的二分之一。所述步骤S3形成的平坦化材料膜位于底电极上的部分的厚度为0.5～1.5μm；所述步骤S4中，进行第一次化学机械抛光处理后，平坦化材料膜位于底电极上的部分的厚度为0.2～0.5μm。本专利技术还提供一种硅基液晶器件，采用上述的硅基液晶器件的制作方法制得。本专利技术还提供一种波长选择开关，包括上述的硅基液晶器件。本专利技术的有益效果：本专利技术的硅基液晶器件的制作方法在硅片上形成覆盖多个底电极及相邻底电极之间间隔的平坦化材料膜后，对平坦化材料膜进行多次抛光处理以对平坦化材料膜进行减薄，而后对减薄后的平坦化材料膜进行蚀刻处理，以将减薄后的平坦化材料膜位于多个底电极上的部分去除，形成位于相邻底电极之间的填充部，通过进行多次抛光处理能够使得减薄后的平坦化材料膜位于底电极上的部分的厚度极薄，从而蚀刻制程后形成的填充部表面平坦度高，使得多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度较高，提升产品的品质。本专利技术的硅基液晶器件的多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度较高，产品品质较好。本专利技术的波长选择开关的硅基液晶器件的多个底电极及相邻底电极之间间隔所在区域整体的表面平坦度较高，产品品质较好。附图说明为了能更进一步了解本专利技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中，图1为本专利技术的硅基液晶器件的制作方法的流程图；图2为本专利技术的硅基液晶器件的制作方法的步骤S1及步骤S2的示意图；图3为本专利技术的硅基液晶器件的制作方法的步骤S3的示意图；图4至图6为本专利技术的硅基液晶器件的制作方法的步骤S4的示意图；图7为本专利技术的硅基液晶器件的制作方法的步骤S5的示意图；图8为本专利技术的硅基液晶器件的制作方法的步骤S6的示意图；图9为本专利技术的硅基液晶器件的制作方法的步骤S7的示意图；图10为本专利技术的硅基液晶器件的制作方法的步骤S8的示意图暨本专利技术的硅基液晶器件的结构示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、提供硅片(10)；/n步骤S2、在硅片(10)上形成间隔设置的多个反光的底电极(20)；/n步骤S3、在硅片(10)上形成覆盖多个底电极(20)及相邻底电极(20)之间间隔的平坦化材料膜(30)；/n步骤S4、对平坦化材料膜(30)进行多次抛光处理以对平坦化材料膜(30)进行减薄；/n步骤S5、对减薄后的平坦化材料膜(30)进行蚀刻处理，将减薄后的平坦化材料膜(30)位于多个底电极(20)上的部分去除，形成位于相邻底电极(20)之间的填充部(31)；/n步骤S6、在多个底电极(20)及填充部(31)上形成介质层(40)；/n步骤S7、提供顶板(50)，在顶板(50)上形成透光的顶电极(60)；/n步骤S8、将硅片(10)形成有底电极(20)的一侧与顶板(50)形成有顶电极(60)的一侧相对设置，在硅片(10)与顶板(50)之间形成液晶层(70)，得到硅基液晶器件。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、提供硅片(10)；
步骤S2、在硅片(10)上形成间隔设置的多个反光的底电极(20)；
步骤S3、在硅片(10)上形成覆盖多个底电极(20)及相邻底电极(20)之间间隔的平坦化材料膜(30)；
步骤S4、对平坦化材料膜(30)进行多次抛光处理以对平坦化材料膜(30)进行减薄；
步骤S5、对减薄后的平坦化材料膜(30)进行蚀刻处理，将减薄后的平坦化材料膜(30)位于多个底电极(20)上的部分去除，形成位于相邻底电极(20)之间的填充部(31)；
步骤S6、在多个底电极(20)及填充部(31)上形成介质层(40)；
步骤S7、提供顶板(50)，在顶板(50)上形成透光的顶电极(60)；
步骤S8、将硅片(10)形成有底电极(20)的一侧与顶板(50)形成有顶电极(60)的一侧相对设置，在硅片(10)与顶板(50)之间形成液晶层(70)，得到硅基液晶器件。


2.如权利要求1所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，所述介质层(40)包括层叠设置的多层子介质层(41)，相邻两个子介质层(41)的材料分别为第一材料及第二材料，最靠近底电极(20)的一层子介质层(41)的材料为第一材料，第一材料的折射率大于第二材料的折射率。


3.如权利要求2所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，所述第一材料和第二材料的介电常数均大于10；所述第一材料的折射率与第二材料的折射率的差值大于0.5。


4.如权利要求1所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方红，常嘉兴，
申请(专利权)人：深圳市科创数字显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44