納米科技導(dǎo)論-9-納米技術(shù)應(yīng)用集景之二-修改-閱讀頁(yè)
2025-05-15 05:59本頁(yè)面
【正文】 加熱 3小時(shí)以去除電子束膠。 對(duì)于石英模版，由于是絕緣材料，模版制作過程比較復(fù)雜，制作工藝如圖 12所示： 圖 12 石英模版的制作工藝 需要先在石英上用電子束蒸鍍 30nm的 Cr； 勻上電子束膠后，用 EBeam曝光，在膠上顯影出模版圖形； 利用膠做掩膜，用 O2 和 Cl2 RIE將圖形從膠上轉(zhuǎn)移到 Cr上； 在 Remover PG中加熱 3小時(shí)剝?nèi)ル娮邮z； 利用 Cr做掩膜，用 CHF3和 O2做 RIE將圖形從 Cr上轉(zhuǎn)移到石英上 。 因?yàn)槟赴娴目涛g深度決定了軟模版的深度，從而影響到最終的壓印過程，對(duì)于壓印工藝非常的關(guān)鍵，需要小心的選擇。 圖 13 利用 Ebeam制作的光柵模版 SEM B、模版的防粘處理 采用濕法防粘工藝，使用的自組裝分子層材料為 全氟癸基三氯硅烷 （ 1H,1H,2H,2H fluorodecyltrichlor osilane），防粘處理的工藝過程是： 將模版放入 H2SO4： H2O2 = 2:1的溶液中清洗，并用去離子水清洗，吹干，儲(chǔ)存在干燥的環(huán)境中。 將模版取出后迅速放入異辛烷中沖洗干凈，最后用丙酮和異丙醇清洗并吹干，儲(chǔ)存在干燥環(huán)境中。 C、 SFIL制作二次模版 圖 14 利用軟模版技術(shù)和二次模版技術(shù)壓印的整體過程 首先利用 EBeam制作小面積模版，再利用 SFIL技術(shù)通過多次復(fù)制制作大面積二次母版，然后利用熱壓印將母版上的圖形轉(zhuǎn)移到軟模版，最后通過軟模版將圖形通過紫外壓印轉(zhuǎn)移到最終的晶片上。如可將把一個(gè)用上述 EBeam方法制作的 10mm 10mm的石英模版經(jīng)過 9次復(fù)制而形成一個(gè) 30mm 30mm的大面積 Si模版。為保證平整性，一片雙面拋光的 Si晶片被用作大面積模版的材料。 在石英模版和晶片被調(diào)整到完全平行后，模版開始緩慢下移并與晶片緊密接觸， 壓印膠被滴在兩者之間，精確控制滴膠的體積和形狀使壓印膠能夠完全填充模版與晶片之間的形狀。 紫外曝光后，石英模版被拉起來(lái)脫模并準(zhǔn)備進(jìn)行下一次壓印。重復(fù)這些圖形塊以形成陣列的過程由 Imprio 100上的 xy對(duì)準(zhǔn)控制系統(tǒng)完成。 D、熱壓印制作軟模版 熱壓制作軟模版的步驟不需要?jiǎng)蚰z的過程，只用將軟模版材料放置在母版上，再用密封塑料片覆蓋住兩者形成氣室，并開始?jí)河」に?。軟模版制作完成后，將其?chǔ)存在干燥、潔凈的環(huán)境中，等待將它上面的圖形轉(zhuǎn)移到最終激光器外延片上的紫外壓印工藝。 圖 16 DFB激光器結(jié)構(gòu) :(a)外延結(jié)構(gòu)；（ b） 3D視圖 （ a） (b) 由一片 nInP襯底經(jīng) MOCVD生長(zhǎng)而成。光柵制作在光柵材料層上，圖 16（ b）是 DFB激光器芯片全部制作工藝完成后的三維視圖。因?yàn)橥庋悠旧砭头浅５母蓛?，因此不需要進(jìn)行清洗就可以勻上壓印膠，勻膠參數(shù)為 4000轉(zhuǎn) /分鐘，勻膠后，將晶片放置在95℃ 的熱板上烘烤 2分鐘以去除壓印膠中的溶劑，然后將其放入壓印機(jī)中，將軟模版放置在被壓印外延片上，需要注意的是，軟模版上光柵的方向必須對(duì)準(zhǔn)外延片的晶向，然后用密封塑料片覆蓋住兩者形成氣室，并開始?jí)河」に嚒Ｅc圖 11進(jìn)行比較，可見壓印制作的光柵的布局與模版設(shè)計(jì)一致，說明壓印工藝成功的將設(shè)計(jì)的光柵圖形轉(zhuǎn)移到了外延片上?？涛g底膠時(shí)間太長(zhǎng)可能會(huì)破壞壓印膠光柵形狀，同時(shí)使得凸起的光刻膠太薄，不利于接下來(lái)對(duì)外延片的刻蝕轉(zhuǎn)移圖形，而刻蝕底膠的時(shí)間太短可能未將殘留的薄層光刻膠去除干凈，無(wú)法進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移。刻蝕完畢后用 O2等離子在 80W下轟擊 5分鐘去除作為刻蝕掩膜的壓印膠。由此可見，壓印制作的光柵形貌呈方形，而不是雙光束干涉制作的光柵的正弦形。 圖 19 InP樣片上光柵及芯片圖形： (a)側(cè)面圖；（ b）相移區(qū) AFM；（ c）相移區(qū)俯視圖；（ d）芯片圖 (a) (b) (c) (d) 完成了光柵的刻蝕制作后，在 MOCVD工藝之前，需要對(duì)外延片進(jìn)行清洗，如用丙酮以及酒精分別煮沸一次，再用去離子水沖洗并用氮?dú)獯蹈?，接著?150℃ 的熱板上烘烤 2分鐘，并再次用 80W的 O2等離子清洗 3分鐘。再利用 PECVD沉積一層 SiO2作為絕緣層。最后將晶片減薄，并在背面也沉積上 Ti/Pt/Au作為 N面電極，這樣注入的載流子就只能通過脊波導(dǎo)形成電流通道。m腔長(zhǎng)的長(zhǎng)條，并在器件端面鍍上增透膜，即可完成 DFB激光器芯片的制作。其中圓形區(qū)域?yàn)殡姌O，細(xì)條區(qū)域?yàn)榧共▽?dǎo)，可見脊波導(dǎo)的長(zhǎng)度為 250181。m，與圖 11，圖 18上的圖形一致，說明后續(xù)工藝成功的將壓印制作的光柵轉(zhuǎn)化為 DFB芯片。 圖 20 制作出的 DFB激光器激射譜 激光器管芯的 PI特性曲線如圖 21所示： 圖 21制作的 DFB激光器的 PI曲線 其閾值電流 Ith為10mA，在 Ith+20mA處激光器管芯的斜率效率為 ，出光功率約為 ，管芯的串聯(lián)電阻小于8歐姆，這些性能指標(biāo)均滿足 DWDM系統(tǒng)中對(duì)激光器芯片的特性要求。由圖可見，封裝的 DFB激光器出纖功率 ≥ 2dBm；在 ，消光比
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