專利名稱：一種四分之一波長相移光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種四分之一波長相移光柵的制作方法。
背景技術(shù)：
DFB (分布反饋布拉格)激光器是在目前光通信中應(yīng)用非常普遍的一種芯片，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，目前對工業(yè)級別(_40°C到85°C)的DFB激光器需求越來越大。采用均勻光柵的DFB激光器，由于其FP模式的增益譜與布拉格波長的增益譜之間的溫漂系數(shù)相差較大，所以設(shè)計光柵時必須進行精確的波長控制，因而這種激光器在全溫度(_40°C到85°C )工作時成品率偏低。而采用四分之一波長相移光柵的DFB激光器，其采用了激光器兩個端面進行抗反射鍍膜，所以在全溫度范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定地單模工作，因而芯片成品率較高。日益發(fā)展的FTTH (光纖到戶)對低成本的光通信芯片需求越來越大。高的芯片成品率意味著低的成本，但是傳統(tǒng)的四分之一波長相移光柵制作方法是采用電子束光刻，其中電子束光刻設(shè)備非常昂貴，而且光柵刻寫過程非常耗時，故采用此種方式制作的DFB激光器成本并不占優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低成本的用于DFB激光器的四分之一波長相移光柵的制作方法。本發(fā)明提供的四分之一波長相移光柵的制作方法，步驟為:
(1)一次勻膠:在外延片表面進行勻膠，涂敷紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠，烘干，在光刻機上選擇專用光刻版進行曝光后顯影；
(2)二次勻膠:步驟(I)所得產(chǎn)品進行二次勻膠，涂敷紫外正性光刻膠，烘干，在全息光柵系統(tǒng)中進行曝光，然后在11(T130°C條件下烘烤f 5分鐘，在光刻機上選擇專用光刻版進行曝光后顯影；
(3)用HBr、Br2和H2O組成的腐蝕液進行腐蝕，去除光刻膠后得到四分之一波長相移光柵。其中，步驟(I)所述的紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠，經(jīng)過合適能量的紫外曝光后，經(jīng)過烘烤，曝光的區(qū)域光刻膠會交聯(lián)，不會再感光，且不會被顯影液去除，而未曝光的區(qū)域則還具備正性光刻膠的特性。步驟(2)所述的紫外正性光刻膠，其感光機理是受到紫外光的照射后，光刻膠發(fā)生光分解反應(yīng)，進而變?yōu)榭扇苄缘奈镔|(zhì)，因未受紫外光照的光刻膠不能被溶解，顯影后感光部分能被適當?shù)娜軇┤艹?，而未感光部分保留。所得的圖形與掩膜的圖形相同。步驟(3)中腐蝕液中各成分的用量比例沒有限制，可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整，其中HBr和Br2的濃度越高，腐蝕速度就越快。本方案采取正性反轉(zhuǎn)膠全息法制作四分之一波長相移光柵，全息法使用的是全息光柵系統(tǒng)，成本約在10萬美元左右，價格不到傳統(tǒng)的電子束光刻設(shè)備價值的1/10，其工藝過程僅包括兩次勻膠和曝光過程，一片2英寸晶片面積的光柵制作耗時約30分鐘左右，是采用電子束光刻方法的1/50，所以其成本優(yōu)勢非常明顯。優(yōu)選地，步驟(I)所述紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠厚度為50(Tl000埃。優(yōu)選地，步驟(I)所述紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠為AZ52系列光刻膠。更優(yōu)選地，步驟(I)所述紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠為AZ5200NJ。優(yōu)選地，所述專用光刻版是透光區(qū)域與非透光區(qū)域條狀間隔排列，透光區(qū)域與非透光區(qū)域的寬度為DFB激光器芯片的腔長。優(yōu)選地，步驟(2)所述紫外正性光刻膠的厚度為50(T2000埃。更優(yōu)選地，步驟(2)所述紫外正性光刻膠為蘇州瑞紅RZJ304。蘇州瑞紅RZJ304為蘇州瑞紅電子化學品有限公司生產(chǎn)的RZJ-304正性光刻膠。本發(fā)明還保護由以上方法制備得到的四分之一波長相移光柵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明有以下優(yōu)點和積極效果:
1，不需要購買昂貴的電子束光刻設(shè)備，用全息光柵系統(tǒng)和現(xiàn)有的普通光刻機就可以完成工藝。2，工藝過程簡單，普通工人即可以操作。3，工藝過程耗時較短，適合批量生產(chǎn)。
圖1是實施例步驟I和2紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠涂敷烘烤后的外延片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實施例步驟3部分區(qū)域曝光后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意 圖3是實施例步驟4顯影后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意 圖4是實施例步驟5和6使用紫外正性光刻膠涂敷烘烤后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意 圖5是實施例步驟7全息光柵曝光后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意 圖6是實施例步驟8高溫烘烤后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意 圖7是實施例步驟9曝光后廣品結(jié)構(gòu)不意 圖8是實施例步驟10顯影后廣品結(jié)構(gòu)不意 圖9是最終獲得的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。圖中符號說明:
I紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠；2外延片；
3已感光的紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠；4光刻版上透光區(qū)域；
5光刻版上非透光區(qū)域；6紫外正性光刻膠；
7加熱爐；8已感光的紫外正性光刻
膠；
9已交聯(lián)的紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。實施例1，在外延片表面進行勻膠工藝，膠的厚度控制在50(Tl000埃之間。光刻膠為紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠，這種光刻膠具有以下特性:經(jīng)過合適能量的紫外曝光后，在110°c到130°C之間溫度的熱盤上進行I飛分鐘時間的烘烤，曝光的區(qū)域光刻膠會交聯(lián)，不會再感光，且不會被顯影液去除，而未曝光的區(qū)域則還是正性光刻膠的特性，推薦使用AZ52系列的光刻膠，如AZ5200NJ。2，勻膠后在90°C的熱盤上烘烤I分鐘左右，去除光刻膠里面的溶劑。3，在光刻機上選擇專用光刻版進行曝光，專用光刻版的結(jié)構(gòu)是透光區(qū)域與非透光區(qū)域條狀間隔排列，透光區(qū)域與非透光區(qū)域的寬度為DFB激光器芯片的腔長。4，用顯影液將已經(jīng)曝光的紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠去除。5，進行第二次勻膠工藝，膠的厚度控制在50(T2000埃之間，光刻膠為紫外正性光刻膠，如采用蘇州瑞紅RZJ304。6，勻膠后在90°C的熱盤上烘烤I分鐘左右。7，在全息光柵系統(tǒng)中進行曝光，曝光時間控制在20秒到40秒之間，既要保證在紫外正性光刻膠下的紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠能夠得到足夠的曝光，又要保證光柵的占空比在
50%左右。8，在11(T13(TC之間溫度的熱盤上進行I飛分鐘時間的烘烤，使得得到曝光的紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。9，在光刻機上選擇專用光刻版進行曝光，使用步驟2中的專用光刻版，其中非透光區(qū)域要遮掩住只有紫外正性光刻膠的區(qū)域。曝光時間要足夠長，大于40秒，保證將紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠未發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的區(qū)域充分感光。10，進行顯影，控制顯影時間以保證外延片上有合適厚度的光刻膠，方便下一步的化學腐蝕工藝。11，用HBr、Br2和H2O組成的腐蝕液進行腐蝕，控制腐蝕的深度，去除光刻膠后就行成了四分之一波長相移光柵。以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
權(quán)利要求
1.一種四分之一波長相移光柵的制作方法，其特征在于，步驟為: (1)一次勻膠:在外延片表面進行勻膠，涂敷紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠，烘干，在光刻機上選擇專用光刻版進行曝光后顯影； (2)二次勻膠:步驟(I)所得產(chǎn)品進行二次勻膠，涂敷紫外正性光刻膠，烘干，在全息光柵系統(tǒng)中進行曝光，然后在11(T130°C條件下烘烤f 5分鐘，在光刻機上選擇專用光刻版進行曝光后顯影； (3)用HBr、Br2和H2O組成的腐蝕液進行腐蝕，去除光刻膠后得到四分之一波長相移光柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一波長相移光柵的制作方法，其特征在于，步驟(I)所述紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠厚度為500 1000埃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一波長相移光柵的制作方法，其特征在于，所述紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠為AZ52系列光刻膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四分之一波長相移光柵的制作方法，其特征在于，所述紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠為AZ5200NJ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一波長相移光柵的制作方法，其特征在于，所述專用光刻版是透光區(qū)域與非透光區(qū)域條狀間隔排列，透光區(qū)域與非透光區(qū)域的寬度為DFB激光器芯片的腔長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一波長相移光柵的制作方法，其特征在于，步驟(2)所述紫外正性光刻膠的厚度為500 2000埃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四分之一波長相移光柵的制作方法，其特征在于，步驟(2)所述紫外正性光刻膠為蘇州瑞紅RZJ304。
8.權(quán)利要求f7任一所述的方法制備得到的四分之一波長相移光柵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四分之一波長相移光柵的制作方法，該方法步驟為(1)一次勻膠在外延片表面進行勻膠，涂敷紫外正性反轉(zhuǎn)光刻膠，烘干，在光刻機上選擇專用光刻版進行曝光后顯影；(2)二次勻膠步驟(1)所得產(chǎn)品進行二次勻膠，涂敷紫外正性光刻膠，烘干，在全息光柵系統(tǒng)中進行曝光，在110~130℃條件下烘烤1~5分鐘，光刻機上選擇專用光刻版進行曝光后顯影；(3)用HBr、Br2和H2O組成的腐蝕液進行腐蝕，去除光刻膠后得到四分之一波長相移光柵。本發(fā)明的方法不需要購買昂貴的電子束光刻設(shè)備，用全息光柵系統(tǒng)和現(xiàn)有的普通光刻機就可以完成工藝。工藝過程簡單、耗時短，普通工人即可操作，適合批量生產(chǎn)。
文檔編號G03F7/00GK103091752SQ20131001035
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者陽紅濤, 劉應(yīng)軍, 胡忞遠, 熊永華 申請人:武漢電信器件有限公司