一种ＭＥＭＳ电控动态增益均衡器芯片的制备方法，包括１４个工艺操作步骤：制备第一硅片和第二硅片；生长二氧化硅薄膜；淀积第一多晶硅层和第二多晶硅层；蚀去第二多晶硅层；去第一正胶；淀积第一氮化硅薄膜和第二氮化硅薄膜；淀积第三多晶硅层和第四多晶硅层；蚀去第四多晶硅层；制备光纤定位槽腐蚀口和第一电极腐蚀口、第二电极腐蚀口；淀积二氧化硅支臂；制备复合光学薄膜Ｆ－Ｐ空腔和电极孔；溅射合金铝高反射薄膜；键合；制备光纤定位槽，得ＭＥＭＳ电控动态增益均衡器芯片。该方法有以下优点：采用复合光学薄膜，光信号增益的调节范围大；采用键合工艺，产品可靠；和产品体积小，与大规模集成电路的制作工艺相兼容。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种MEMS电控动态增益均衡器芯片的制备方法，确切说，涉及一种利用MEMS技术实现的CWDM电控动态增益均衡器芯片的制备方法，属微电子器件制备
技术介绍
CWDM电控动态增益均衡器芯片采用微光学和微机械抗反射结构，其实质是一种新型电控光强控制器件，是现代宽带光网中的一种核心器件。在稀疏波分复用光纤光网络(CWDM Fiber Optical Networks)中，用来调整均衡各信道光信号的强弱。同时还可以用于模拟光纤长距离传输的光功率损耗或检测传输系统的动态范围。传统的光机械均衡器动态范围宽(＞50db)，但体积大、响应时间长(~1秒)、功耗大，所以限制了其应用前景。近年来有关微机械可调式光均衡器的报道极多，其中主要利用反射镜的偏转而使反射到输出光纤的光功率发生改变的居多，这种均衡器实现了体积小，但响应速度慢(毫秒级)还有待于改善。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种MEMS电控动态增益均衡器芯片的制备方法。本专利技术的技术方案是该制备方法包括14个工艺操作步骤制备第一硅片0和第二硅片1；生长二氧化硅薄膜；淀积第一多晶硅层4和第二多晶硅层4’；蚀去第二多晶硅层4’；去第一正胶5；淀积第一氮化硅薄膜6和第二氮化硅薄膜6’；淀积第三多晶硅层7和第四多晶硅层7’；蚀去第四多晶硅层7’；制备光纤定位槽腐蚀口8和第一电极腐蚀口9、第二电极腐蚀口9’；淀积二氧化硅支臂10；制备复合光学薄膜F-P空腔11和电极孔12；溅射合金铝高反射薄膜13；键合；制备光纤定位槽14，得MEMS电控动态增益均衡器芯片。现结合附图详细说明本专利技术的技术方案。一种MEMS电控动态增益均衡器芯片的制备方法，其特征在于，操作步骤第一步 制备第一硅片0和第二硅片1第一硅片0采用n型<100>晶向，第二硅片1晶向可任选，第一硅片0和第二硅片1的厚度均为540μm±5μm，电阻率均为10Ω·cm；第二步 生长二氧化硅薄膜交替采用热氧化方法的干氧氧化和湿氧氧化工艺分别在第一硅片0和第二硅片1双面均生长厚度为530±50nm的第一二氧化硅薄膜2、第二二氧化硅薄膜2’和第三二氧化硅薄膜3、第四二氧化硅薄膜3’；第三步 淀积第一多晶硅层4和第二多晶硅层4’采用低压化学气相淀积，即LPCVD法在第一硅片0的第一二氧化硅薄膜2和第二二氧化硅薄膜2’表面分别淀积第一多晶硅层4和第二多晶硅层4’，厚度均为800nm±20nm，测试扩散薄层电阻Rs为45～50Ω/□，第一多晶硅层4和第二多晶硅层4’是掺砷多晶硅层；第四步 蚀去第二多晶硅层4’在第一多晶硅层3上涂第一正胶5，采用湿法蚀去第二多晶硅层4’；第五步 去第一正胶5采用丙酮，在40摄氏度条件下去掉第一正胶5；第六步 淀积第一氮化硅薄膜6和第二氮化硅薄膜6’采用低压化学气相淀积工艺，在第一硅片0的双面淀积厚度为153nm±5nm的第一氮化硅薄膜6和第二氮化硅薄膜6’；第七步 淀积第三多晶硅层7和第四多晶硅层7’采用低压化学气相淀积工艺，在第一硅片0的双面淀积厚度为415nm±5nm的第三多晶硅层7和第四多晶硅层7’，已制备好的第一多晶硅层4、第一氮化硅薄膜6和第三多晶硅层7一起作为复合光学薄膜；第八步 蚀去第四多晶硅层7’在第一硅片0正面涂第二正胶5’，蚀去第四多晶硅层7’后采用丙酮，在40摄氏度条件下去掉第二正胶5’；第九步 制备光纤定位槽腐蚀口8和第一电极腐蚀口9、第二电极腐蚀口9’在第一硅片0的背面涂第三正胶5”，采用M5光纤定位槽和电极掩膜版曝光后显影，在第三正胶5”上形成光纤定位槽腐蚀8和第一电极腐蚀口9、第二电极腐蚀口9’的图案，然后采用KOH反应离子刻蚀，即RIE方法腐蚀掉光纤定位槽腐蚀口8和第一电极腐蚀口9、第二电极腐蚀口9’中的第二氮化硅薄膜6’，露出第二二氧化硅薄膜2’，最后等离子体去除第三正胶5”；第十步 淀积二氧化硅支臂10在第一硅片0正面采用等离子体增强化学气相，即PECVD淀积工艺生长二氧化硅支臂10，厚度为1050nm±50nm；第十一步 制备复合光学薄膜F-P空腔11和电极孔12在第一硅片0的正面涂第四正胶5_，采用M1空腔掩膜版曝光后显影，在第四正胶5_上形成复合光学薄膜F-P空腔11和电极孔12的图案，然后用腐蚀液腐蚀未受第四正胶5_保护的二氧化硅支臂10，最后去第四正胶5_，腐蚀液的配方为浓度48％的HF∶NH4F∶H2O＝3ml∶6g∶10ml，最后去第四正胶5_第十二步 溅射合金铝高反射薄膜13在第二硅片1表面溅射合金铝高反射薄膜13做所制备的均衡器芯片的下电极；第十三步 键合将第一硅片0正面和第二硅片1正面在净化环境下键合，得空腔体；第十四步 制备光纤定位槽14利用腐蚀液腐蚀光纤定位槽腐蚀口8和第一电极腐蚀口9、第二电极腐蚀口9’中的第一二氧化硅薄膜2，腐蚀液的配方为浓度48％的HF∶NH4F∶H2O＝3ml∶6g∶10ml，露出第一硅片0，然后利用硅的各向异性，采用浓度25％TMAOH溶液在85摄氏度的条件下腐蚀第一硅片0，时间为13小时，露出复合光学薄膜和第一多晶硅层4，第一多晶硅层4兼做所制备的均衡器芯片上电极，然后采用机械方法去除电极孔12上的复合光学薄膜，使下电极合金铝薄膜13可从表面引出，得MEMS电控动态增益均衡器芯片。整个工艺制备过程示于图1～14。本专利技术有以下突出效果1.采用复合光学薄膜，对于波长1510nm、1530nm、1550nm、1570nm光信号增益的调节范围大于15dB。2.采用键合工艺，提高产品可靠性。3.成本低，适于批量生产。4.产品体积小，与大规模集成电路的制作工艺相兼容。附图说明图1(a)是制备第一硅片0的示意图。图1(b)是制备第二硅片1的示意图。图2(a)是在第一硅片0生长二氧化硅薄膜示意图。图2(b)是在第二硅片1生长二氧化硅薄膜示意图。图3是淀积掺砷的第一多晶硅层4和第二多晶硅层4’的示意图。图4是腐蚀第二多晶硅层4’的示意图。图5是去第一正胶5的示意图。图6是淀积第一氮化硅薄膜6和第二氮化硅薄膜6’的示意图。图7是淀积第三多晶硅层7和第四多晶硅层7’的示意图。图8(a)是蚀去第四多晶硅层7’的示意图。图8(b)是去除第二正胶5’的示意图。图9(a)是涂第三正胶5”的示意图。图9(b)是制备光纤定位槽腐蚀口8和第一电极腐蚀口9、第二电极腐蚀口9’的示意图。图9(c)是去除第三正胶5”的示意图。图10是淀积二氧化硅支臂10的示意图。图11(a)是涂第四正胶5_的示意图。图11(b)是制备复合光学薄膜F-P空腔11和电极孔12的示意图。图11(c)是去除第四正胶5_的示意图。图12是溅射合金铝高反射薄膜13，即下电极的示意图。图13是键合工艺，得空腔体的示意图。图14是制备光纤定位槽14的示意图。具体实施例方式在上述
技术实现思路
中，已对本专利技术的技术方案详加说明，该方案就是具体实施方式，这里就不再重复。本专利技术特别适于用来制备MEMS电控动态增益均衡器芯片。只需将四个至十六个均衡器单元设计在一块芯片上，就可制得阵列式MEMS电控动态增益均衡器芯片。该器件可构成一种新型CWDM光纤通信动态增益均衡组合模块，在稀疏波分复用光纤光网络(城域网中的稀疏波分复用系统)中，用来调整各信道信本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＭＥＭＳ电控动态增益均衡器芯片的制备方法，其特征在于，操作步骤： 第一步 制备第一硅片（０）和第二硅片（１） 第一硅片（０）采用ｎ型〈１００〉晶向，第二硅片（１）晶向可任选，第一硅片（０）和第二硅片（１）的厚度均为５４０μｍ±５μｍ，电阻率均为１０Ω.ｃｍ； 第二步 生长二氧化硅薄膜 交替采用热氧化方法的干氧氧化和湿氧氧化工艺分别在第一硅片（０）和第二硅片（１）双面均生长厚度为５３０±５０ｎｍ的第一二氧化硅薄膜（２）、第二二氧化硅薄膜（２’）和第三二氧化硅薄膜（３）、第四二氧化硅薄膜（３’）； 第三步 淀积第一多晶硅层（４）和第二多晶硅层（４’） 采用低压化学气相淀积，即ＬＰＣＶＤ法在第一硅片（０）的第一二氧化硅薄膜（２）和第二二氧化硅薄膜（２’）表面分别淀积第一多晶硅层（４）和第二多晶硅层（４’），厚度均为８００ｎｍ±２０ｎｍ，测试扩散薄层电阻Ｒ↓［ｓ］为４５～５０Ω／□，第一多晶硅层（４）和第二多晶硅层（４’）是掺砷多晶硅层； 第四步 蚀去第二多晶硅层（４’） 在第一多晶硅层３上涂第一正胶（５），采用湿法蚀去第二多晶硅层（４’）； 第五步 去第一正胶（５） 采用丙酮，在４０摄氏度条件下去掉第一正胶（５）； 第六步 淀积第一氮化硅薄膜（６）和第二氮化硅薄膜（６’） 采用低压化学气相淀积工艺，在第一硅片（０）的双面淀积厚度为１５３ｎｍ±５ｎｍ的第一氮化硅薄膜（６）和第二氮化硅薄膜（６’）； 第七步 淀积第三多晶硅层（７）和第四多晶硅层（７’） 采用低压化学气相淀积工艺，在第一硅片（０）的双面淀积厚度为４１５ｎｍ±５ｎｍ的第三多晶硅层（７）和第四多晶硅层（７’），已制备好的第一多晶硅层（４）、第一氮化硅薄膜（６）和第三多晶硅层（７）一起作为复合光学薄膜； 第八步 蚀去第四多晶硅层（７’） 在第一硅片（０）正面涂第二正胶（５’），然后蚀去第四多晶硅层（７’）； 第九步 制备光纤定位槽腐蚀口（８）和第一电极腐蚀口（９）、第二电极腐蚀口（９’） 在第一硅片（０）的背面涂第三正胶（５”），采用Ｍ５光纤定位槽和电极掩膜版曝光后显影，在第三正胶（５”）上形成光纤定位槽腐蚀口（８）和第一电极腐蚀口（９）、第二电极腐蚀口（９’）的图案，然后采用ＫＯＨ反应离子刻蚀，即ＲＩＥ方法腐蚀掉光纤定位槽腐蚀口（８）...
【技术特征摘要】
1.一种MEMS电控动态增益均衡器芯片的制备方法，其特征在于，操作步骤第一步 制备第一硅片(0)和第二硅片(1)第一硅片(0)采用n型<100>晶向，第二硅片(1)晶向可任选，第一硅片(0)和第二硅片(1)的厚度均为540μm±5μm，电阻率均为10Ω·cm；第二步 生长二氧化硅薄膜交替采用热氧化方法的干氧氧化和湿氧氧化工艺分别在第一硅片(0)和第二硅片(1)双面均生长厚度为530±50nm的第一二氧化硅薄膜(2)、第二二氧化硅薄膜(2’)和第三二氧化硅薄膜(3)、第四二氧化硅薄膜(3’)；第三步 淀积第一多晶硅层(4)和第二多晶硅层(4’)采用低压化学气相淀积，即LPCVD法在第一硅片(0)的第一二氧化硅薄膜(2)和第二二氧化硅薄膜(2’)表面分别淀积第一多晶硅层(4)和第二多晶硅层(4’)，厚度均为800nm±20nm，测试扩散薄层电阻Rs为45～50Ω/□，第一多晶硅层(4)和第二多晶硅层(4’)是掺砷多晶硅层；第四步 蚀去第二多晶硅层(4’)在第一多晶硅层3上涂第一正胶(5)，采用湿法蚀去第二多晶硅层(4’)；第五步 去第一正胶(5)采用丙酮，在40摄氏度条件下去掉第一正胶(5)；第六步 淀积第一氮化硅薄膜(6)和第二氮化硅薄膜(6’)采用低压化学气相淀积工艺，在第一硅片(0)的双面淀积厚度为153nm±5nm的第一氮化硅薄膜(6)和第二氮化硅薄膜(6’)；第七步 淀积第三多晶硅层(7)和第四多晶硅层(7’)采用低压化学气相淀积工艺，在第一硅片(0)的双面淀积厚度为415nm±5nm的第三多晶硅层(7)和第四多晶硅层(7’)，已制备好的第一多晶硅层(4)、第一氮化硅薄膜(6)和第三多晶硅层(7)一起作为复合光学薄膜；第八步 蚀去第四多晶硅层(7’)在第一硅片(0)正面涂第二正胶(5’)，然后蚀去第四多晶硅层(7’)；第九步 制备光纤定位槽腐蚀口(8)和第一电极腐蚀口(9)、第二电极腐蚀口(9’)在第一硅片(...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖宗声，王连卫，忻佩胜，彭德艳，李国栋，汪绳武，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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