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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115774302A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202111045217.0(22)申请日2021.09.07(71)申请人中国科学院上海微系统与信息技术研究所地址200050上海市长宁区长宁路865号(72)发明人贾连希曾宪峰(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219专利代理师贺妮妮(51)Int.Cl.G02B6/138(2006.01)G02B6/122(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称铌酸锂器件的制备方法及其结构(57)摘要本发明提供一种铌酸锂器件的制备方法及其结构,该制备方法首先将完整的单元区域及不完整的单元区域定义出来,然后在对铌酸锂薄膜进行刻蚀时,基于该完整的单元区域及不完整的单元区域单独对其下方的铌酸锂薄膜进行刻蚀,这样对于每一个单元区域下方的铌酸锂薄膜刻蚀时,均是以硬掩膜层作为掩膜,其他区域被光刻胶层保护,这样可以对每个单元区域的铌酸锂薄膜刻蚀采用不同的刻蚀条件,进行工艺优化,避免了现有的两步掩膜刻蚀技术导致晶圆边缘处刻蚀平整度较低,晶圆边缘的粗糙、铌酸锂薄板厚度变化大的问题;另外,因为铌酸锂晶圆的价格昂贵,采用本实施例的制备方法可以有效降低铌酸锂刻蚀工艺的开发成本。CN115774302ACN115774302A权利要求书1/1页1.一种铌酸锂器件的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:提供衬底,所述衬底上粘合有铌酸锂薄膜,形成叠层结构,所述铌酸锂薄膜的面积小于所述衬底的面积;于所述叠层结构上沉积硬掩膜层;于所述硬掩膜层上形成光刻胶层,并采用光刻刻蚀工艺图形化所述光刻胶层,形成光刻窗口,所述光刻窗口形成于所述铌酸锂薄膜所在区域,且所述光刻窗口显露部分完整的单元区域和部分不完整的单元区域;基于所述光刻窗口刻蚀所述硬掩膜层,将所述部分完整的单元区域和部分不完整的单元区域的所述硬掩膜层都刻蚀掉,形成刻蚀窗口;进行部分曝光使得单独的一个所述完整的单元区域或所述不完整的单元区域显露出来,并对其对应的所述铌酸锂薄膜进行刻蚀;重复该步骤直至将所有的所述完整的单元区域或所述不完整的单元区域对应的所述铌酸锂薄膜进行刻蚀。2.根据权利要求1所述的铌酸锂器件的制备方法,其特征在于:所述衬底为高阻硅衬底;所述高阻硅衬底与所述铌酸锂薄膜之间还形成有二氧化硅层。3.根据权利要求2所述的铌酸锂器件的制备方法,其特征在于:所述高阻硅衬底的尺寸为8英寸,所述铌酸锂薄膜的尺寸为4英寸或6英寸。4.根据权利要求2所述的铌酸锂器件的制备方法,其特征在于:所述二氧化硅层的厚度为3μm,所述铌酸锂薄膜的厚度为500nm。5.根据权利要求1所述的铌酸锂器件的制备方法,其特征在于:所述铌酸锂薄膜为X切铌酸锂薄膜。6.根据权利要求1所述的铌酸锂器件的制备方法,其特征在于:采用PECVD工艺沉积所述硬掩膜层,所述硬掩膜层的材料为二氧化硅、氮化硅及非晶硅中的一种。7.一种铌酸锂器件结构,其特征在于,所述铌酸锂器件结构采用如权利要求1至6中任意一项所述的铌酸锂器件的制备方法制备而成。2CN115774302A说明书1/5页铌酸锂器件的制备方法及其结构技术领域[0001]本发明涉及光通信技术领域,特别是涉及一种铌酸锂器件的制备方法及其结构。背景技术[0002]铌酸锂(LiNbO3,简称LN)单晶材料因具有独特的光电、压电和铁电等特性,在声表面波器件、电光调制器、压电传感器和铁电存储器等领域有着广泛的应用。电光调制器被用作将电信号转换为光信号并在光通信网络中发挥重要作用的工具,而铌酸锂几十年来一直被用作商业电光调制器的平台,这是因为它在通讯波段下具有透明性以及很强的二阶非线性效应。在硅上直接粘合铌酸锂层,综合了两者各自在电光性能及制造工艺上的优势,成为铌酸锂调制器的热点研究。[0003]然而直接刻蚀铌酸锂,往往会产生粗糙的刻蚀侧壁,比如基于标准氟的刻蚀工艺中,刻蚀产物氟化锂会沉积到铌酸锂表面,不仅影响刻蚀速度,还会阻碍刻蚀的继续进行,导致刻蚀侧壁质量较低。于是提出了一种针对铌酸锂的两步掩膜刻蚀技术。采用此方法制得的LN波导刻蚀侧壁可与用电子束光刻制造的器件媲美,但这种工艺存在的问题是晶圆边缘处刻蚀平整度有待提高,工艺导致晶圆边缘的粗糙、LN薄板厚度变化大,导致4英寸晶圆边缘8mm范围内认为无效。此外,与LN材料性能的极限,以及在SOI晶圆片上实现的均匀性相比,此方法制备的LN波导的光损耗和薄膜均匀性仍有提高的空间。发明内容[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种铌酸锂器件的制备方法及其结构,用于解决现有技术中针对铌酸锂的两步掩膜刻蚀技术,存在晶圆边缘处刻蚀平整度较低,工艺导致晶圆边缘的粗糙、铌酸锂薄板厚度