一种避免晶圆污染制备脊波导的方法技术

本发明专利技术提出了一种避免晶圆污染制备脊波导的方法，用以解决RWG型DFB激光器脊波导的制备过程中容易导致晶圆及治具脏污的技术问题，包括以下步骤：利用化学气相沉积法在外延生长后的DFB晶圆的正面生长氧化硅膜反面生长保护膜；利用光刻法在晶圆的正面制作出脊波导图形；利用ICP刻蚀工艺分别对晶圆正面的氧化硅膜上和接触层进行刻蚀；将刻蚀后的晶圆用腐蚀液Ⅰ制备脊波导；随后用腐蚀液Ⅱ去除正面剩余的氧化硅和背面的保护膜，制得具有脊波导的DFB晶圆。本发明专利技术通过提前在晶圆背面生长保护膜，可以有效阻止腐蚀液Ⅰ蚀背面的InP，避免晶圆背面外延生长上的AlInAs、InGaAs脱附到腐蚀液Ⅰ中，造成晶圆以及治具污染。造成晶圆以及治具污染。造成晶圆以及治具污染。

【技术实现步骤摘要】
一种避免晶圆污染制备脊波导的方法


[0001]本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种避免晶圆污染制备脊波导的方法。

技术介绍

[0002]目前DFB激光器主要有RWG和BH两种结构，RWG结构的DFB激光器工艺简单，低成本，已经成为一种主流的DFB激光器结构。RWG结构DFB激光器外延生长过程中InP衬底放在石墨盘的凹槽里，由于衬底和凹槽有一定的间隙，外延生长过程中不可避免的会在衬底背面部分区域生长一定厚度的外延材料，背面的外延材料即有一次外延生长的AlInAs、InGaAsP，又有二次外延生长的InGaAs。RWG结构DFB激光器脊波导制作主要是用HCl和H3PO4特定比例的混合溶液，利用InP的晶向来腐蚀出倒梯形结构。混合溶液在腐蚀晶圆正面InP包层的过程中，也会腐蚀晶圆背面的InP。晶圆背面局部区域的InP被腐蚀后，背面生长的AlInAs、InGaAsP、InGaAs等材料脱落后进入到HCl和H3PO4组成的混合溶液中，且基本不溶解于混合溶液，混合溶液中脱落的颗粒杂质附着与晶圆正面，导致晶圆的污染，污染后的晶圆在后期的加工和使用中又会导致治具被交叉污染。

技术实现思路

[0003]针对RWG型DFB激光器脊波导的制备过程中容易导致晶圆及治具脏污的技术问题，本专利技术提出一种避免晶圆污染制备脊波导的方法，通过晶圆背面生长保护膜，在脊波导制备的过程中避免晶圆背面生长的外延材料与腐蚀液接触。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种避免晶圆污染制备脊波导的方法，包括以下步骤：（1）利用化学气相沉积法在外延生长后的DFB晶圆的正面生长氧化硅膜，DFB晶圆的反面生长保护膜，制得覆膜晶圆；（2）利用光刻法在步骤（1）中覆膜晶圆的正面涂胶，曝光，显影，制作出脊波导图形；（3）利用ICP刻蚀工艺对步骤（2）中显影后的晶圆正面进行刻蚀，将脊波导图形转移到晶圆正面氧化硅膜上，随后用氧等离子体去除剩余的光刻胶；（4）利用ICP刻蚀技术对步骤（3）中正面氧化硅表面有脊波导图形的晶圆再次进行刻蚀，把脊波导图形转移到InGaAs接触层，随后用氧等离子体去除剩余的光刻胶；（5）将步骤（4）制得的晶圆放入腐蚀液Ⅰ中，去除外延InP包层，得到外延InP包层有脊波导图形的DFB晶圆；（6）将步骤（5）腐蚀后的晶圆放入腐蚀液Ⅱ中，去除正面剩余的氧化硅和背面的保护膜，制得具有脊波导的DFB晶圆。
[0005]所述步骤（1）中外延生长后的DFB晶圆为RWG型晶圆。
[0006]所述RWG型晶圆由上至下依次包括InGaAs/InGaAsP接触层、外延InP包层和InP衬底，外延InP包层用于制备脊波导。
[0007]所述步骤（1）中晶圆正面生长的氧化硅膜的厚度为200
‑
400nm。
[0008]所述步骤（1）中晶圆反面生长的保护膜为氧化硅膜，保护膜的厚度为200
‑
500nm。
[0009]所述步骤（1）中化学气相沉积法的工艺参数为：上电极功率200
‑
400w、下电极射频电源关闭、压力0.6
‑
1.5Pa、5%SiH4的流量为100
‑
150SCCM、O2流量为15
‑
20SCCM、Ar流量为100
‑
200SCCM，温度20
‑
80℃。
[0010]所述步骤（3）中将脊波导图形转移到晶圆正面SiO2膜上所用ICP刻蚀工艺参数为：上电极功率200
‑
250w、下电极功率20
‑
25w、压力4
‑
6mTorr、SF6的流量为10
‑
15SCCM、He的流量为80
‑
100SCCM。
[0011]所述步骤（4）中把脊波导图形转移到二次外延接触层所用ICP刻蚀工艺参数为：上电极功率100
‑
200w、下电极功率40
‑
60w、压力0.4
‑
0.6Pa、Cl2流量为4
‑
6SCCM、CH4流量为10
‑
20SCCM、H2流量为20
‑
40SCCM。
[0012]所述步骤（5）中的腐蚀液Ⅰ为体积比为5：2的H3PO4和HCl组成的混合溶液。
[0013]所述步骤（5）中的腐蚀液Ⅱ为氟化铵溶液。
[0014]本专利技术的有益效果：本专利技术在晶圆脊波导腐蚀过程中，通过提前在晶圆背面生长保护膜，避免了背部外延材料与腐蚀液Ⅰ的直接接触，可以有效阻止腐蚀液Ⅰ蚀背面的InP，从而避免晶圆背面外延生长上的AlInAs、InGaAs脱附到腐蚀液Ⅰ中，造成晶圆以及治具污染。
附图说明
[0015]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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为外延后的DFB晶圆形貌示意图。
[0017]图2为正面生长SiO2后的DFB晶圆形貌示意图。
[0018]图3为背面生长SiO2后DFB晶圆形貌示意图。
[0019]图4为涂胶后的晶圆形貌示意图。
[0020]图5为显影后的晶圆形貌示意图。
[0021]图6为正面SiO2刻蚀去胶后的晶圆形貌示意图。
[0022]图7为外延接触层InGaAs刻蚀后的晶圆形貌示意图。
[0023]图8为外延InP包层腐蚀后的晶圆形貌示意图。
[0024]图9为正背面SiO2去除后的晶圆形貌示意图。
[0025]图10为工艺流程图。
具体实施方式
[0026]下面将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付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。
[0027]实施例1一种避免晶圆污染制备脊波导的方法，如图1
‑
9所示，RWG型晶圆由上至下依次包括InGaAs/InGaAsP接触层、外延InP包层和InP衬底，脊波导制备步骤如下：（1）将外延生长后的DFB晶圆利用CVD技术在正面生长厚度为200nm的氧化硅作为硬掩模，化学气相沉积的工艺参数：上电极功率200w、压力0.6Pa、5%SiH4的流量为100SCCM、O2流量为15SCCM、Ar流量为100SCCM，温度40℃；（2）在晶圆背面利用CVD技术生长200nm氧化硅覆盖晶圆背面，化学气相沉积的工艺参数：上电极功率200w、压力0.6Pa、5%SiH4的流量为100SCCM、O2流量为15SCCM、Ar流量为100SCCM，温度40℃。；（3）在晶圆表面均匀涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种避免晶圆污染制备脊波导的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）利用化学气相沉积法在外延生长后的DFB晶圆的正面生长氧化硅膜，DFB晶圆的反面生长保护膜，制得覆膜晶圆；（2）利用光刻法在步骤（1）中覆膜晶圆的正面制作出脊波导图形；（3）利用ICP刻蚀工艺对步骤（2）中光刻法处理后的晶圆正面进行刻蚀，将脊波导图形转移到晶圆正面氧化硅膜上，随后用氧等离子体去除剩余光刻胶；（4）利用ICP刻蚀技术对步骤（3）中正面氧化硅膜有脊波导图形的晶圆再次进行刻蚀，把脊波导图形转移到接触层，随后用氧等离子体去除刻蚀产生的聚合物；（5）将步骤（4）制得的晶圆放入腐蚀液Ⅰ中，去除外延InP包层，得到外延InP包层有脊波导图形的DFB晶圆；（6）将步骤（5）腐蚀后的晶圆放入腐蚀液Ⅱ中，去除正面剩余的氧化硅和背面的保护膜，制得具有脊波导的DFB晶圆。2.根据权利要求1所述的避免晶圆污染制备脊波导的方法，其特征在于：所述步骤（1）中外延生长后的DFB晶圆为RWG型晶圆。3.根据权利要求2所述的避免晶圆污染制备脊波导的方法，其特征在于：所述RWG型晶圆由上至下依次包括InGaAs/InGaAsP接触层、外延InP包层和InP衬底。4.根据权利要求3所述的避免晶圆污染制备脊波导的方法，其特征在于：所述步骤（1）中晶圆正面生长的氧化硅膜的厚度为200
‑
400nm。5.根据权利要求3所述的避免晶圆污染制备脊波导的方法，其特征在于：所述步骤（1）中晶圆反面生长的保护膜为氧化硅膜，保护膜的厚度为200
‑
500nm。6.根据权利要求1
‑
5任意一项所述的避免晶圆污染制备脊波导的方法，其特征在于：所述步骤（1）中化学气相沉积法的工艺参数为：上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志峰，高子凡，赵培栋，佘朋辉，
申请(专利权)人：河南仕佳光子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：