45制造技术

本发明专利技术公开了一种45

【技术实现步骤摘要】
45
°
硅基反射镜及其制作方法


[0001]本专利技术涉及光学精密加工
，尤其涉及一种45
°
硅基反射镜及其制作方法。

技术介绍

[0002]目前，湿法腐蚀法制备硅基反射镜通常采(100)晶面的硅片,腐蚀斜面(111)面和晶面(100)，腐蚀产生的两个腐蚀面的夹角为54.74
°
，(111)面作为反射面，(111)面的性质稳定且光滑，可直接做为光学反射镜面使用。
[0003]45
°
反射镜在光学系统中广泛应用，起到光路90度转换，以及入射光和反射光形成90度夹角的作用。在硅光子集成芯片中，45
°
反射镜可以将波导中的光垂直反射出芯片，比其他角度，例如上述湿法腐蚀所制备的54.74
°
的硅反射镜光路调整更简单，因为集成度和成本需求，所以硅腐蚀45
°
反射镜具有很高的应用价值。
[0004]但是(100)的硅片很难制造得到能够直接作为反射面使用的45
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的镜面，其主要原因是湿法腐蚀后的(100)面和(110)面(其夹角为45
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)的表面的微观结构不平整，均略有小坑(比较粗糙)，不可直接作为光学镜面的反射面。
[0005]中国专利技术专利CN112764144A提供了一种45
°
硅反射镜的设计制造结构以及制造方法，利用夹角为54.74
°
(111)面与设计在硅反射镜背面的台阶结构调整该反射镜的角度，使之形成45
°
角，但成型后上下面存在不平行的现象，且底部无法稳定固定；
[0006]中国专利技术专利CN112782794A也提供了一种一种45
°
角反射镜面光滑度的制造结构以及制造方法，将(110)面形成的粗糙的45
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反射面上覆设熔融材料并加热融化而形成光滑平面并镀覆金属反射层，从而克服了上述(110)面粗糙度过大的问题，该技术存在结构复杂，成本高昂，且不能满足纯硅衬底的需求，存在局限性，不利于硅基45
°
反射镜的广泛应用；

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于结合了湿法腐蚀与冷加工的方法，提供一种45
°
硅基反射镜及其制作方法。
[0008]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种45
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硅基反射镜的制作方法，包括：
[0010]1)使100晶面的硅片的表面沿110方向定向腐蚀产生倾斜面以及沿100方向定向腐蚀产生平行面，获得反射镜集合体；
[0011]2)从所述反射镜集合体上切割分离获得反射镜前体；
[0012]3)将所述反射镜前体中倾斜面的粗糙度等级抛光至镜面级；
[0013]以及，4)从抛光后的所述反射镜前体中切割分离获得45
°
硅基反射镜。
[0014]第二方面，本专利技术还提供一种上述制作方法制作的45
°
硅基反射镜，所述45
°
硅基反射镜包括与其底面呈45
°
夹角的倾斜面，所述倾斜面的粗糙度等级为镜面级。
[0015]基于上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0016]本专利技术提供的45
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硅基反射镜的制作方法通过腐蚀，先得到45
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的基础面，再通过冷加工的方法，将45
°
斜面抛光至镜面级，弥补了目前的技术不足，大大提升了硅基反射镜的反射率，工艺过程以及反射镜的结构简单，显著降低了制作成本，满足了广泛应用的需求。
[0017]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
[0018]图1是本专利技术一典型实施案例提供的一种45
°
硅基反射镜的制作方法的部分流程示意图；
[0019]图2是本专利技术一典型实施案例提供的一种45
°
硅基反射镜的制作方法的部分流程示意图；
[0020]图3是本专利技术一典型实施案例提供的一种45
°
硅基反射镜的制作方法的部分流程示意图；
[0021]附图标记说明：1、硅片；2、倾斜面；3、平行面；4、底面；5、第一切割；6、第二切割；7、第二切割面；8、第一夹持面；9、第二夹持面；10、夹持具；11、抛光平面；12、反射镜前体。
具体实施方式
[0022]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0023]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0024]而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件或方法步骤区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件或方法步骤之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0025]参见图1
‑
图3，本专利技术实施例提供的一种45
°
硅基反射镜的制作方法，包括如下的步骤：
[0026]1)使100晶面的硅片1的表面沿110方向定向腐蚀产生倾斜面2以及沿100方向定向腐蚀产生平行面3，所述倾斜面2以及平行面3之间具有45
°
的夹角，获得反射镜集合体。
[0027]2)从所述反射镜集合体上切割分离获得反射镜前体12。
[0028]3)将所述反射镜前体中倾斜面的粗糙度等级抛光至镜面级。
[0029]以及，4)从抛光后的所述反射镜前体12中切割分离获得45
°
硅基反射镜。
[0030]其中，100/110均是指硅片1内的晶格方向，所述的反射镜集合体可以包括多个反射镜前体12以及对应的边角料部分，也可以仅包括多个反射镜前体12，更加可以仅包括一个反射镜前体12；上述切割可以是切割刀具机械切割，也可以是激光切割或水刀切割，优选为机械切割，其切割精度更高。
[0031]基于上述实施方案，本专利技术将湿法腐蚀与抛光相结合成功制备镜面等级的45
°
硅
基反射镜，抛光工艺简单，可控性强，非常有利于大规模的生产，本专利技术所提供的制备方法避免了复杂的背面角度调整或涂覆、烘烤以及镀膜等工序，显著地降低了制作成本，并且由于降低了工序的复杂程度，也会带来产品良率的显著提升，有利于45
°
硅基反射镜的广泛应用。
[0032]在一些实施方案中，步骤1)具体可以包括如下的步骤：
[0033]在所述硅片上预镀50...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种45
°
硅基反射镜的制作方法，其特征在于，包括：1)使100晶面的硅片的表面沿110方向定向腐蚀产生倾斜面以及沿100方向定向腐蚀产生平行面，获得反射镜集合体；2)从所述反射镜集合体上切割分离获得反射镜前体；3)将所述反射镜前体中倾斜面的粗糙度等级抛光至镜面级；以及，4)从抛光后的所述反射镜前体中切割分离获得45
°
硅基反射镜。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤1)具体包括：在所述硅片上预镀50
‑
200nm的SiN层并在所述SiN层上覆设2
‑
4um厚的光刻胶作为掩膜，并对所述SiN层开孔，形成多个相互平行且具有45
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斜边的长方形的开口；利用腐蚀液从所述开口中腐蚀所述硅片；优选的，所述腐蚀液包括碱性腐蚀液；优选的，所述腐蚀液中的溶质包括TMAH、氢氧化钾以及氢氧化钠中的一种或两种以上的组合；优选的，所述腐蚀液中的TMAH的质量分数为10
‑
40％。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述腐蚀液的溶质还包括表面活性剂；优选的，所述表面活性剂包括曲拉通、叔丁醇中的任意一种或两种组合。4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述定向腐蚀的反应温度为70
‑
90℃，反应时间为5～10h。5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤3)具体包括：沿所述倾斜面以及平行面的相交线并垂直于所述硅片进行第一切割，产生第一切割面；沿相邻两个倾斜面的中间线并垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：费孝斌，黄寓洋，
申请(专利权)人：苏州苏纳光电有限公司，
类型：发明
国别省市：