[发明专利]一种高速DFB芯片中含铝材料的高温ICP刻蚀方法

权利要求书

1.一种高速DFB芯片中含铝材料的高温ICP刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)对已含有光栅图形并且经过金属有机化学气相外延掩埋生长的片源进行表面清洗；步骤1）中光栅制作以及光栅掩埋工艺后的待制高速DFB芯片的片源材料结构自下而上分为lnP衬底-下波导层-AlGalnAs有源层-上波导层-lnP光栅层-lnGaAsP缓冲层-lnP保护层；清洗方法为先用选择性腐蚀液去除表面保护层lnP，然后用稀氢氟酸溶液或者稀盐酸溶液对片源表面进行清洗；

2)将经过表面清洗后的片源放入PECVD中生长掩膜层；所述步骤2）中掩膜层的生长温度为250-320℃，掩膜层材质为SiO₂，材质厚度为280-350nm；

3)对有掩膜层的片源在光刻间匀胶后进行脊图形光刻；

4)RIE刻蚀：利用反应离子刻蚀设备RIE将经过曝光、显影后的光刻胶图形转移到掩膜层上；

5)去除RIE刻蚀后片源表面的光刻胶；

6)ICP刻蚀：将含有掩膜层图形的片源放入已升温至预定温度的ICP刻蚀机台中干法刻蚀，包括：将已经去胶干净的有掩膜层图形的片源放入已经做好预刻蚀环境包括腔体处理和升温处理的ICP刻蚀机中干法刻蚀；

已准备好腔体环境的ICP指的是预先用氧气对腔体内壁以及载盘进行清洁处理，保证工艺稳定性，同时将腔体温度升至刻蚀温度，腔体处理条件为：ICP腔体处理所用气体为O₂，ICP功率1000-1500W，RIE功率100-200W，温度设定为240~280℃，O₂流量700-1000sccm；

ICP刻蚀的刻蚀条件为：刻蚀温度为240~280℃，刻蚀功率为400~500W，射频功率为100~200W，腔体压力为2~8mTorr，刻蚀气体为Cl₂、Ar的混合气体；

所述步骤6）中ICP刻蚀深度范围大于1um，并且为更好保护脊条部分，刻蚀完成后，掩膜层厚度大于200nm；

选择高温ICP干法刻蚀脊波导，选用Cl₂和Ar的组合气体，基于物理轰击离子浓度大于刻蚀InP反应离子浓度的原则，调配最佳气体比例，Cl₂、Ar的混合气体的气体比例为12:20，能在刻蚀形貌笔直，非选择性刻蚀最优化的同时，确保刻蚀表面洁净度和平整度，并且采取高温刻蚀，避免低温刻蚀，刻蚀过程中含铝层氧化，导致刻蚀速率慢的问题。

2.如权利要求1所述的高速DFB芯片中含铝材料的高温ICP刻蚀方法，其特征在于：所述步骤3）利用AZ正胶系列以及紫外曝光技术在上述掩膜层表面套刻DFB脊条图形；光刻步骤为HMDS、匀胶、烘烤、曝光、显影、后烘。

3.如权利要求1所述的高速DFB芯片中含铝材料的高温ICP刻蚀方法，其特征在于：所述步骤4）中刻蚀掩膜层的区域为没有光刻胶做掩膜区域，脊条上掩膜层有光刻胶做掩膜，未被RIE刻蚀，从而将光刻胶图形套刻到掩膜层上。

4.如权利要求1所述的高速DFB芯片中含铝材料的高温ICP刻蚀方法，其特征在于：所述步骤5）中采用去胶液、KOH碱性溶液或丙酮去除步骤(4)经过SiO₂刻蚀后片源表面的光刻胶，直至片源表面光刻胶已完全脱落，并且最后用辉光机设备对片源表面进行O₂辉光处理，确保片源表面去胶干净，无有机残留。

5.如权利要求1所述的高速DFB芯片中含铝材料的高温ICP刻蚀方法，其特征在于：准备好腔体环境的ICP设备与正式刻蚀片源的时间间隔不得超过30min。