本发明专利技术涉及一种电场辅助掩埋光波导的工艺监控方法与装置，采用监控电场辅助离子交换过程中的电荷密度通量控制光波导掩埋过程，所述的电荷密度通量是通过监控电场辅助离子交换过程中电流与时间的积分来进行精确控制的。监控系统由采集电路系统与计算机终端构成。采集电路系统由数据采集单元、数据运算处理单元以及数据输出单元构成。数据采集单元与电场辅助掩埋光波导工艺的电路连接，实现工艺中电压与电流的采集；数据运算处理单元实现采集数据的模数转换以及精度控制；数据输出单元与计算机终端连接，实现了计算机终端对数据的读取与分析。与现有技术相比，本发明专利技术具有方法实现简单，控制精度高，可以控制任意过程的电场辅助离子交换工艺等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及玻璃基离子交换技术，特别是涉及一种电场辅助掩埋光波导的工艺监控方法及装置。
技术介绍
以往，电场辅助离子交换工艺是通过电压模型来分析和改进的。电压模型是电场 辅助离子交换的经典模型，它通过电压与时间来控制、调节电场辅助离子交换掩埋光波导。然而，电压模型具有一定的局限性首先它只适用于恒定电压条件下的电场辅助离子交换，其次它只适用于低电压范围(200V及以下)的工艺。在实际工艺中，为了有效控制和获得电场辅助离子交换掩埋光波导，通常采用高电压范围(200V以上)的工艺参数，或者是采用非恒压的电场辅助离子交换，此时电压模型不再适用，而工艺的控制、改进只能通过经验和大量数据来分析预测，工艺周期较长。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制精度高、适用范围广，控制简单，极大地缩短了工艺周期的电场辅助掩埋光波导的工艺监控方法及装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种电场辅助掩埋光波导的工艺监控方法，所述的电场辅助掩埋光波导的工艺，是将玻璃基片置于离子交换熔盐中，玻璃基片上的离子与离子交换熔盐中的掺杂离子进行离子交换，并在离子交换熔盐中设有正极和负极，通过电场辅助使掺杂离子进入玻璃基片内部形成掺杂区，在玻璃基片上制作掩埋光波导，其特征在于，所述的监控方法是采用监控电场辅助离子交换过程中的电荷密度通量控制光波导掩埋过程，所述的电荷密度通量是通过监控电场辅助离子交换过程中电流与时间的积分来进行精确控制的。一种电场辅助掩埋光波导的工艺监控方法的装置，其特征在于，该装置包括采集电路系统与计算机终端，所述的采集电路系统由数据采集单元、数据运算处理单元以及数据输出单元构成，所述的数据采集单元与电场辅助掩埋光波导工艺的电路连接，采集工艺中的电压与电流；所述的数据运算处理单元将数据采集单元采集的数据进行模数转换，所得数据通过数据输出单元输入计算机终端，计算机终端对数据进行实时读取，计算得到电荷密度通量值，绘制电荷密度通量值曲线，当电荷密度通量值达到设定目标值后，停止加载电场。所述的采集电路系统的数据采集单元含有3个连接端口，分别为电流采集端，电压采集端与共电位端；所述的电流采集端与离子交换熔盐中的正极相连，所述的电压采集端与离子交换熔盐中的负极以及电源的负极相连，所述的共电位端与电源的正极相连，实现对电场辅助掩埋光波导工艺的数据采集与监控。所述的采集电路系统的数据采集单元含有3个连接端口，分别为电流采集端，电压采集端与共电位端；所述的电流采集端与离子交换熔盐中的负极相连，所述的电压采集端与离子交换熔盐中的正极以及电源的正极相连，所述的共电位端与电源的负极相连，实现对电场辅助掩埋光波导工艺的数据采集与监控。所述的采集电路系统的数据采集单元数量为I 100，可以实现I 100组的电场辅助掩埋光波导工艺的并行监控。所述的采集电路系统的数据输出单元连接计算机终端的连接端口为USB端口或者COM端口。所述的采集电路系统的数据输出单元数量为I 100，可以实现I 100组的电场辅助掩埋光波导工艺的并行监控。 所述的计算机终端可以实现多窗口数据采集，可以实现I 10组的电场辅助掩埋光波导工艺的并行监控。所述的采集电路系统对采集精度进行控制，通过调节数据采集单元采集数据的时间在I 10000ms，控制采集精度。所述的电荷密度通量值通过以下公式计算Φ = ( / It)/A，其中Φ为电荷密度通量值，I为电场辅助离子交换过程中电流，t为采集时间，A为晶圆发生电场辅助掩埋的有效面积。本专利技术实现了对任意过程的电场辅助掩埋光波导工艺的精确控制，极大地缩短了工艺调试周期，有效地提高了工艺效率。与现有的工艺调整方法相比，本专利技术具有以下优点一、精确控制；二、控制方法简单易实现；三、工艺调整周期短。附图说明图I为本专利技术所采用装置的整体结构示意图；图2为本专利技术所采用装置的另一种整体结构示意图；图3是图I与图2中采集电路系统I的结构示意图。图中1、采集电路系统，2、计算机终端，3、电源，4、交换熔盐，5、玻璃晶圆，6、交换容器正极，7、交换容器，8、交换容器负极，9、烘箱，10、电源正极，14、电源负极、11、数据采集单元，12、数据运算处理单元，13、数据输出单元，111、电流采集端，112、共电位端，113、电压米集端。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例I如图I和3所示，一种电场辅助掩埋光波导的工艺监控方法，所述的电场辅助掩埋光波导的工艺，是将玻璃晶圆5置于交换容器7内的离子交换熔盐4中，交换容器7设置在烘箱9内，玻璃晶圆5上的钠离子与离子交换熔盐4中的掺杂离子银离子在高温下进行离子交换，并在离子交换熔盐中设有交换容器正极6和交换容器负极8，通过电场辅助使银离子进入玻璃基片内部形成掺杂区，在玻璃基片上制作掩埋光波导，对该工艺的监控方法采用了监控恒定电压的银钠电场辅助离子交换过程中的电荷密度通量来实现对光波导掩埋过程的控制，其中电荷密度通量是通过监控电场辅助离子交换过程中电流与时间的积分来实现精确控制的。监控系统由采集电路系统I与计算机终端2构成。采集电路系统I由数据采集单元11、数据运算处理单元12以及数据输出单元13构成。采集电路系统的数据采集单元11含有3个连接端口，分别为电流采集端111，电压采集端113与共电位端112。电流采集端111与交换容器正极6相连，电压采集端113与交换容器负极8以及电源3的电源负极14相连，共电位端112与电源正极10相连，实现对电场辅助掩埋光波导工艺的数据采集与监控。数据运算处理单元12实现了采集数据的模数转换以及精度控制，精度控制是通过调节数据采集单元采集数据的时间在I 10000ms进行控制的；数据输出单元13与计算机终端2连接，实现了计算机终端对数据的读取与分析。采集电路系统的数据输出单元13，其连接端口为COM端口。计算机终端中2含有与采集电路系统匹配的数据读取分析软件，可以实现数据的实时读取、曲线绘制、数据统计及工艺分析计算机终端对数据进行实时读取，计 算得到电荷密度通量值，绘制电荷密度通量值曲线，当电荷密度通量值达到设定目标值后，停止加载电场。电荷密度通量值通过以下公式计算Φ = ( / It)/A，其中Φ为电荷密度通量值，I为电场辅助离子交换过程中电流，t为采集时间，A为晶圆发生电场辅助掩埋的有效面积。其中，数据采集单元11数量为1，可以实现I组的电场辅助掩埋光波导工艺的并行监控。数据输出单元13数量为1，可以实现I组的电场辅助掩埋光波导工艺的监控。数据读取分析软件可以实现多窗口数据采集，可以实现I 10组的电场辅助掩埋光波导工艺的并行监控。通过监控电流与时间的积分曲线来控制电场辅助掩埋光波导的形成进程，当积分值达到目标值后，停止加载电场，实现对电场辅助掩埋光波导的精确控制。实施例2如图2和3所示，一种电场辅助掩埋光波导的工艺监控方法，所述的电场辅助掩埋光波导的工艺，是将玻璃晶圆5置于交换容器7内的离子交换熔盐4中，交换容器7设置在烘箱9内，玻璃晶圆5上的钠离子与离子交换熔盐4中的掺杂离子银离子在高温下进行离子交换，并在离子交换熔盐中设有交换容器正极6和交换容器负极8，通过电场辅助使银离子进入玻璃基片内部形成掺杂区，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟伟，王毅强，商惠琴，王明华，杨建义，郝寅雷，
申请(专利权)人：上海光芯集成光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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