[发明专利]一种厚金电极与薄金电极结构的制备方法

说明书

一种厚金电极与薄金电极结构的制备方法，涉及集成光学领域，包括S1：在晶圆一侧表面依次制备钛层和金种子层；S2：在金种子层表面使用光刻胶制备薄金电极图形掩模，电镀出薄金电极，除去薄金电极图形掩模，得到带有薄金电极的晶圆；S3：在带有薄金电极的晶圆表面，使用光刻胶制备厚金电镀图形掩模，厚金电镀图形掩模的厚度高于厚金电极厚度；S4：旋转晶圆，电镀S3得到的具有厚金电镀图形掩模的晶圆，获得的晶圆附着有厚金电极；S5：去除S4获得的晶圆上的厚金电镀图形掩模，获得中间产品；S6：除去中间产品上未覆盖有薄金电极和厚金电极的金种子层和钛层。得到深宽比与高宽比均大于3的掩膜，电镀掩模垂直度高。

技术领域

本发明涉及集成光学领域，特别是涉及一种基于铌酸锂晶圆的厚金电极与薄金电极在同一晶圆上的制备方法。

背景技术

高速电光调制器是光纤通信系统的关键器件，通常高速电光调制器需要一组行波电极，其厚度大于20μm且电极高宽比大于3、深宽比大于3，薄金直流偏置电极厚度为0.5μm-1μm。

铌酸锂高速电光调制器芯片需要一种高宽比大于3(电极的高宽比为电极的高度与电极宽度的比值)，深宽比大于3(电极的深宽比为电极高度与电极间隙的比值)同时，电极的垂直度小于1μm(垂直度为电极上表面的宽度与电极下表面的差值)的厚金电极，同时在厚金电极附近制备一对薄金电极，其具体结构如图4所示。

该高宽比与深宽比大于3且垂直度小于1μm的厚金电极与1μm厚度薄金电极制备通常包括晶圆生长钛金层、薄金电极图形光刻、薄金电镀、薄金电镀光刻胶去胶，然后厚金电极图形电镀掩模制备、厚金电镀、厚金电镀掩模去除、厚金电极与薄金电极区域外的钛金层去除等步骤。

其中，厚金电极图形电镀掩模制备、厚金电镀、厚金电镀掩模去除、厚金电极与薄金电极区域外的钛金层去除是该电极结构的制备难点。常见问题为厚金电镀图形的电镀掩模垂直度差、深宽比与高宽比难以达到、电镀掩模不耐电镀液浸蚀；厚金电镀时，高深宽比与高宽比电极的厚度均匀性差；厚金电镀掩模难以去除，进而导致后续的钛金层难以去除。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种厚金电极与薄金电极结构的制备方法，高深宽比与高宽比电极的厚度均匀性好，且厚金电镀掩模能够去除干净，能够制备深宽比与高宽比均大于3的掩膜，且获得的电镀掩模垂直度高。

本发明的技术解决方案是：

一种厚金电极与薄金电极结构的制备方法，包括：

S1：清洗晶圆，在晶圆一侧表面依次制备钛层和金种子层；

S2：在金种子层表面使用光刻胶制备出薄金电极图形掩模，然后使用电镀的方式，镀出薄金电极，除去薄金电极图形掩模，清洗得到带有薄金电极的晶圆；

S3：在带有薄金电极的晶圆表面，使用光刻胶进行厚金电镀图形掩模光刻，厚金电镀图形掩模的厚度比厚金电极的厚度高5μm—10μm；

S4：采用旋转晶圆的方式，恒直流模式电镀S3得到的具有厚金电镀图形掩模的晶圆，获得的晶圆附着有厚金电极；

S5：去除S4获得的晶圆上的厚金电镀图形掩模，获得中间产品；

S6：在中间产品的薄金电极图形上覆盖光刻胶进行保护，使用金腐蚀液腐蚀除薄金电极图形之外区域的金种子层，当金种子层腐蚀去除后，除去薄金电极图形上的光刻胶，然后腐蚀金种子层；最后使用钛腐蚀液腐蚀薄金电极和厚金电极之外的钛层。

所述厚金电极的厚度为35-45μm、高宽比大于3且深宽比大于3；薄金电极的厚度为0.5-1.5μm；晶圆为铌酸锂晶圆。