硅基液晶器件的制作方法及硅基液晶器件、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的制作方法及硅基液晶器件、波长选择开关。所述硅基液晶器件的制作方法在覆盖底电极及相邻底电极之间间隔的钝化层上形成液态材料膜，液态材料膜填充钝化层上的凹陷，而后对液态材料膜进行固化形成固态覆膜，并对固态覆膜进行蚀刻，形成填充所述凹陷的填充部，而后再在硅片上形成覆盖钝化层及填充部的配向膜，通过利用填充部填充钝化层表面的凹陷，能够提升后续制作的配向膜的表面平坦性，进而使得液晶层中的液晶分子具有连续的排列方向，保证液晶特性均匀，提升波长选择开关等产品品质。

Fabrication method of silicon-based liquid crystal device, silicon-based liquid crystal device and wavelength selective switch

【技术实现步骤摘要】
硅基液晶器件的制作方法及硅基液晶器件、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的制作方法及硅基液晶器件、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、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、设于硅片及底电极靠近顶板一侧的配向膜及设于配向膜与顶电极之间的液晶层，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。为了对底电极进行保护，通常需要在硅片上形成覆盖多个底电极及相邻底电极之间间隔的钝化层，配向膜形成在钝化层上，然而，由于底电极是间隔设置的，钝化层对应相邻底电极之间的间隔会形成凹陷，使得钝化层的表面平坦性较差，进而导致配向膜的表面平坦性较差，无法使得液晶层中的液晶分子具有连续性的排列方向，导致液晶特性不均匀，无法满足应用于波长选择开关的特性需求。
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，能够提升配向膜的表面平坦性，使得液晶层中的液晶分子具有连续的排列方向，保证液晶特性均匀，提升产品品质。本专利技术的另一目的在于提供一种硅基液晶器件，配向膜的表面平坦性高，液晶层中的液晶分子具有连续的排列方向，液晶特性均匀。本专利技术的又一目的在于提供一种波长选择开关，其硅基液晶器件的配向膜的表面平坦性高，液晶层中的液晶分子具有连续的排列方向，液晶特性均匀。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钝化层；所述钝化层对应相邻底电极之间间隔形成凹陷；步骤S4、在钝化层上形成液态材料膜，所述液态材料膜填充所述凹陷；对液态材料膜进行固化形成固态覆膜；步骤S5、对固态覆膜进行蚀刻，形成填充所述凹陷的填充部；步骤S6、在硅片上形成覆盖钝化层及填充部的配向膜；步骤S7、提供顶板，在顶板上形成顶电极；步骤S8、将硅片形成有配向膜的一侧与顶板形成有顶电极的一侧相对设置，在配向膜与顶电极之间形成液晶层，得到硅基液晶器件。所述步骤S5中，对固态覆膜进行多次等离子体蚀刻以形成填充部；在进行每一次等离子体蚀刻前，量测固态覆膜的厚度并依据固态覆膜的厚度调整该次等离子体蚀刻的制程参数，使得进行该次等离子体蚀刻后固态覆膜位于凹陷上方以外的部分的厚度为进行该次等离子体蚀刻前固态覆膜位于凹陷上方以外的部分的厚度的二分之一。所述步骤S5中，对固态覆膜进行3至5次等离子体蚀刻。所述步骤S5中，对固态覆膜进行一次等离子体蚀刻以形成填充部；该一次等离子体蚀刻使用的蚀刻气体对固态覆膜的蚀刻速率大于对钝化层的蚀刻速率；进行该一次等离子体蚀刻后，固态覆膜位于凹陷上方以外的部分被完全去除。所述步骤S5中，该一次等离子体蚀刻的蚀刻气体对固态覆膜的蚀刻速率与体对钝化层的蚀刻速率之比大于20：1。所述钝化层包括依次设置的多层子钝化层，每一子钝化层的材料为氮化硅或氧化硅；所述液态材料膜的材料为硅氧烷系材料、光阻材料或聚酰亚胺；所述底电极的材料为铝。所述步骤S4中，通过旋涂的方式在钝化层上形成液态材料膜。所述底电极的厚度为2～3μm；所述底电极之间间隔的宽度为2～3μm；所述钝化层位于底电极上的部分的厚度为100～200nm；所述液态材料膜位于凹陷上方以外的部分的厚度为2～4μm；所述S4中，对液态材料膜进行加热固化以形成固态覆膜，加热温度为250～350℃；所述步骤S5之前，所述固态覆膜位于凹陷上方以外的部分的厚度为1～2μm。本专利技术还提供一种硅基液晶器件，包括：相对设置的硅片及顶板、间隔设于硅片靠近顶板一侧的多个底电极、覆盖多个底电极及相邻底电极之间间隔的钝化层、设于钝化层靠近顶板一侧的填充部、覆盖钝化层及填充部的配向膜、设于顶板靠近硅片一侧的顶电极以及设于配向膜与顶电极之间的液晶层；所述钝化层对应相邻底电极之间间隔形成凹陷；所述填充部填充所述凹陷。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覆盖底电极及相邻底电极之间间隔的钝化层上形成液态材料膜，液态材料膜填充钝化层上的凹陷，而后对液态材料膜进行固化形成固态覆膜，并对固态覆膜进行蚀刻，形成填充所述凹陷的填充部，而后再在硅片上形成覆盖钝化层及填充部的配向膜，通过利用填充部填充钝化层表面的凹陷，能够提升后续制作的配向膜的表面平坦性，进而使得液晶层中的液晶分子具有连续的排列方向，保证液晶特性均匀，提升产品品质。本专利技术的硅基液晶器件的配向膜的表面平坦性高，液晶层中的液晶分子具有连续的排列方向，液晶特性均匀。本专利技术的波长选择开关的硅基液晶器件的配向膜的表面平坦性高，液晶层中的液晶分子具有连续的排列方向，液晶特性均匀。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及图5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6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7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8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9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。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结本文档来自技高网...

【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)之间间隔的钝化层(30)；所述钝化层(30)对应相邻底电极(20)之间间隔形成凹陷(31)；/n步骤S4、在钝化层(30)上形成液态材料膜(40)，所述液态材料膜(40)填充所述凹陷(31)；对液态材料膜(40)进行固化形成固态覆膜(41)；/n步骤S5、对固态覆膜(41)进行蚀刻，形成填充所述凹陷(31)的填充部(42)；/n步骤S6、在硅片(10)上形成覆盖钝化层(30)及填充部(42)的配向膜(50)；/n步骤S7、提供顶板(60)，在顶板(60)上形成顶电极(70)；/n步骤S8、将硅片(10)形成有配向膜(50)的一侧与顶板(60)形成有顶电极(70)的一侧相对设置，在配向膜(50)与顶电极(70)之间形成液晶层(80)，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)之间间隔的钝化层(30)；所述钝化层(30)对应相邻底电极(20)之间间隔形成凹陷(31)；
步骤S4、在钝化层(30)上形成液态材料膜(40)，所述液态材料膜(40)填充所述凹陷(31)；对液态材料膜(40)进行固化形成固态覆膜(41)；
步骤S5、对固态覆膜(41)进行蚀刻，形成填充所述凹陷(31)的填充部(42)；
步骤S6、在硅片(10)上形成覆盖钝化层(30)及填充部(42)的配向膜(50)；
步骤S7、提供顶板(60)，在顶板(60)上形成顶电极(70)；
步骤S8、将硅片(10)形成有配向膜(50)的一侧与顶板(60)形成有顶电极(70)的一侧相对设置，在配向膜(50)与顶电极(70)之间形成液晶层(80)，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，所述步骤S5中，对固态覆膜(41)进行多次等离子体蚀刻以形成填充部(42)；在进行每一次等离子体蚀刻前，量测固态覆膜(41)的厚度并依据固态覆膜(41)的厚度调整该次等离子体蚀刻的制程参数，使得进行该次等离子体蚀刻后固态覆膜(41)位于凹陷(31)上方以外的部分的厚度为进行该次等离子体蚀刻前固态覆膜(41)位于凹陷(31)上方以外的部分的厚度的二分之一。


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，所述步骤S5中，对固态覆膜(41)进行3至5次等离子体蚀刻。


4.如权利要求1所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，所述步骤S5中，对固态覆膜(41)进行一次等离子体蚀刻以形成填充部(42)；该一次等离子体蚀刻使用的蚀刻气体对固态覆膜(41)的蚀刻速率大于对钝化层(30)的蚀刻速率；进行该一次等离子体蚀刻后，固态覆膜(41)位于凹陷(31)上方以外的部分被完全去...

【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