CN104793289B - 有机聚合物等离子刻蚀工艺误差对器件影响的补偿方法 - Google Patents
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Abstract
一种有机聚合物等离子刻蚀工艺误差对器件影响的补偿方法：采用微扰分析方法对来自理论设计的版图与制作后的样品之间的误差通过优化设计和调整工艺条件进行修正，消除理论设计的版图与制作后的样品之间的误差。本发明对于改进聚合物电光材料的工艺过程、提高工艺水平，制备高性能、低成本的聚合物光电子器件开辟了一条新路。可广泛作为聚合物等离子刻蚀过程引起的工艺误差对器件性能的影响的纠正方法。
Description
技术领域：
本发明涉及光通信领域中光波导器件的设计制作，特别是聚合物等离子刻蚀过程引起的工艺误差对器件性能的影响从优化设计和调整工艺制备条件两方面进行补偿的方法。
背景技术：
随着人类逐步进入信息社会，对通信业务的需求不断激增，光纤近30 THz 的巨大潜在带宽容量，使光纤通信成为最重要的支撑。目前，光纤传送的信息到了节点上还必须全部经过光/电转换，依靠电子设备进行互联和交换，再把电信号转换成光信号向下传输。光电转换和电子设备的速率限制了交换容量的提高，即形成所谓的“电子瓶颈”，这种处理模式使得光纤通信的带宽优势无法发挥。以光波导器件代替电子器件，交换节点以光交换代替电交换，成为光网络发展的必然趋势，也就形成了对新型光波导器件的巨大市场需求。随着聚合物合成工艺条件的不断改进和完善，合成的聚合物材料的电光系数也越来越高，已从几十pm/V提升到百余pm/V乃至几百pm/V，具有很高的电光效应。与其他无机材料相比，聚合物材料具有电光系数高、折射率易调整、成模性能好等优良性能。特别是近年来在光损耗、折射率调控、热稳定性等方面研究的突破性进展，使得聚合物材料成为制作各种光电器件的理想材料，聚合物材料制采用旋转涂覆、等离子刻蚀等工艺，大幅度地降低了工艺难度和制作成本，易于集成，提升未来产品的性能价格比和市场竞争力，但是，聚合物等离子刻蚀过程引起的工艺误差对器件性能影响很大、已成为这一领域发展的瓶颈，是目前急需解决的问题。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明采用微扰分析方法，通过进一步优化设计和调整工艺条件两方面，对聚合物等离子刻蚀过程引起的工艺误差对器件性能的影响进行补偿。有机聚合物等离子刻蚀工艺误差对器件影响的补偿方法：采用(a)依次旋涂下包层和芯层，为避免硅基对芯层的影响，下包层旋涂2次，转速为 1500rmp，下包层厚度大约 15 µm。(b) 蒸镀 AI 模，厚度为 30 nm。 (c) 旋涂BP-212 光刻胶，转速 4000rmp 。(d) 掩模曝光后，采用等离子刻蚀工艺，优化条件为 40 SCCM 、40 W。 (e) 利用THF气体进行回溶，消除侧壁的毛刺，工艺条件 68 ℃， 27 min。 (f) 旋涂上包层，在该工艺条件下，得到的不再是原始设计中的矩形波导，而是具有双曲截面的条形波导，如图2所示，采用双曲函数表达式（1）来模拟，其中b（x）波导厚度的表达式，a为波导宽度，c为双曲影响因子：
. (1)
当c取不同值时，其效果如图3，当影响因子c = 0.2 ，曲线与所获条形波导芯的横截面最为吻合，基于这一工艺前提条件，采用微扰分析方法，即可得到图2所示双曲型截面条形波导的等效矩形波导的宽度。本发明采用微扰分析方法对来自理论设计的版图与制作后的样品之间的误差通过优化设计和调整工艺条件进行修正，消除理论设计的版图与制作后的样品之间的误差。本发明对于改进聚合物电光材料的工艺过程、提高工艺水平，制备高性能、低成本的聚合物光电子器件开辟了一条新路。
附图说明：
图1为等离子刻蚀的工艺过程图；
图2 为矩形波导的SEM照片视图；
图3 为波导芯横截面的双曲模拟曲线图。
具体实施方式;
本发明的一个具体实施例，有机聚合物等离子刻蚀工艺制备的光波导器件主要由矩形波导组成，光波导器件一般均为微米结构，纳米误差，主要误差来自理论设计的版图与制作后的样品之间的误差，本实施例有机聚合物中心波长= 1550.918 nm，波导宽度a =6 μm，厚度 b = 4 μm，波导芯折射率n 1 = 1.51，包层折射率 n 2 = 1.4979，采用双曲函数表达式（1）来模拟，其中b（x）波导厚度的表达式，a为波导宽度，c为双曲影响因子：
. (1)
当c取不同值时，其效果如图3，当影响因子c = 0.2 ，曲线与所获条形波导芯的横截面最为吻合，基于这一工艺前提条件，采用微扰分析方法，即可得到图2所示双曲型截面条形波导的等效矩形波导的宽度。
Claims (1)
1.一种有机聚合物等离子刻蚀工艺误差对器件影响的补偿方法，其特征是：采用(a)依次旋涂下包层和芯层，为避免硅基对芯层的影响，下包层旋涂2次，转速为1500rmp，下包层厚度大约15μm；(b)蒸镀AI模，厚度为30nm；(c)旋涂BP-212光刻胶，转速4000rmp；(d)掩模曝光后，采用等离子刻蚀工艺，优化条件为40SCCM、40W；(e)利用THF气体进行回溶，消除侧壁的毛刺，工艺条件68℃，27min；(f)旋涂上包层，在该工艺条件下，得到的不再是原始设计中的矩形波导，而是具有双曲截面的条形波导，采用双曲函数表达式(1)来模拟，其中b(x)波导厚度的表达式，a为波导宽度，c为双曲影响因子：
当影响因子c＝0.2μm，曲线与所获条形波导芯的横截面最为吻合，基于这一工艺前提条件，采用微扰分析方法，即可得到双曲型截面条形波导的等效矩形波导的宽度。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN1505768A (zh) * | 2001-02-23 | 2004-06-16 | 纳幕尔杜邦公司 | 通过波导弯曲损耗实现的可变光衰减器 |
| CN102183816A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-09-14 | 上海交通大学 | 阶梯结构的硅基表面等离子体波导的制备方法 |
| CN102983052A (zh) * | 2011-09-06 | 2013-03-20 | 朗姆研究公司 | 3d闪存结构的蚀刻工艺 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1505768A (zh) * | 2001-02-23 | 2004-06-16 | 纳幕尔杜邦公司 | 通过波导弯曲损耗实现的可变光衰减器 |
| CN102183816A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-09-14 | 上海交通大学 | 阶梯结构的硅基表面等离子体波导的制备方法 |
| CN102983052A (zh) * | 2011-09-06 | 2013-03-20 | 朗姆研究公司 | 3d闪存结构的蚀刻工艺 |
| CN103293714A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-11 | 吉林大学 | 具有空气隔离槽结构的低功耗聚合物热光开关及其制备方法 |
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