【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于微透鏡，具體涉及一種槽中微透鏡的制作方法及槽中微透鏡結(jié)構(gòu)。
技術介紹
1、微透鏡，尤其是硅透鏡，在光通訊、光傳輸、激光雷達以及工控消費等領域應用廣泛。槽中透鏡因其不僅可以保護透鏡結(jié)構(gòu)，而且能為后續(xù)封裝提供支撐平臺，而越來越受到行業(yè)追捧。但是，現(xiàn)有工藝開發(fā)的槽深有限，一般在50μm以內(nèi)，嚴重影響使用范圍。
2、現(xiàn)有技術一般是通過金屬掩膜路線或者是鍵合工藝路線制作槽中透鏡，兩者都具有極大的弊端。金屬掩膜路線中，金屬掩膜制作困難，厚度有限，工藝復雜且成本高，限制了工藝大規(guī)模推廣，難以制作槽深50μm以上結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。金屬鍵合工藝路線中，主要是要分開制作透鏡結(jié)構(gòu)和深槽結(jié)構(gòu)，工藝相對復雜且存在可靠性風險，尤其是在嚴苛的高速通訊應用領域。
3、現(xiàn)有技術cpo(共封裝光學)領域需要直接依靠深槽結(jié)構(gòu)貼裝對準，作為耦合焦距，要求深槽公差在±5μm以內(nèi)，因而對現(xiàn)有技術提出了很大挑戰(zhàn)。
4、公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術的目的在于提供一種槽中微透鏡的制作方法及槽中微透鏡結(jié)構(gòu)，其通過三次刻蝕工藝完成微透鏡的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)槽中微透鏡的制作，且能精確控制槽的深度，控制槽深誤差范圍在2μm之內(nèi)。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術一具體實施例提供的技術方案如下：
3、一種槽中微透鏡的制作方法，所述槽
4、提供襯底，所述襯底具有第一表面，所述第一表面包括第一區(qū)域、環(huán)繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域和環(huán)繞所述第二區(qū)域的第三區(qū)域；
5、在所述第一表面的第一區(qū)域上形成膠球微透鏡面形；
6、對所述膠球微透鏡面形以及所述第一表面進行第一次刻蝕，將所述膠球微透鏡面形復刻轉(zhuǎn)移至所述襯底上，形成微透鏡；
7、在所述襯底形成有微透鏡的一側(cè)表面形成保護層；
8、去除所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的保護層以暴露出所述微透鏡和襯底；
9、對所述第一區(qū)域的微透鏡和第二區(qū)域的襯底以第一刻蝕速率進行第二次刻蝕，形成槽中微透鏡，其中，第二次刻蝕的深度小于所述預設深度；
10、繼續(xù)對所述第一區(qū)域的微透鏡和第二區(qū)域的襯底以第二刻蝕速率進行第三次刻蝕，以使所述槽中微透鏡中槽的深度達到所述預設深度，所述第二刻蝕速率小于所述第一刻蝕速率。
11、在本專利技術的一個或多個實施例中，
12、所述第一刻蝕速率范圍為10μm/min-20μm/min，壓力為15mtorr-40mtorr；
13、所述第二刻蝕刻率范圍為1μm/min-2μm/min，壓力為15mtorr-40mtorr。
14、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述第二次刻蝕和所述第三次刻蝕均采用深硅刻蝕法。
15、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述第二次刻蝕過程中，鈍化氣體包括c4f8，氣體流量范圍為500sccm-100sccm，上電極功率為1500w-2500w，下電極功率為0，鈍化時間為1s-3s；刻蝕氣體包括sf6，氣體流量范圍500sccm-100sccm，上電極功率為1500w-2500w，下電極功率為20w-100w，時間1s-3s。
16、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述第三次刻蝕過程中，鈍化氣體包括c4f8，氣體流量范圍為100sccm-200sccm，上電極功率為800w-1500w，下電極功率為0，鈍化時間為1s-3s；刻蝕氣體包括sf6，氣體流量范圍80sccm-150sccm，上電極功率為800w-1200w，下電極功率為20w-100w，時間1s-3s。
17、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述第一次刻蝕采用穩(wěn)態(tài)刻蝕法；和/或，
18、所述第一次刻蝕的刻蝕氣體為氟基氣體，所述氟基氣體包括sf6、cf4、chf3、c4f8中的一種或多種；和/或，
19、所述第一次刻蝕的刻蝕氣體流量范圍為20sccm-40sccm；和/或，
20、所述第一次刻蝕的刻蝕功率為600w-1000w，射頻功率為300w-500w，壓力為3mtorr-10mtorr。
21、在本專利技術的一個或多個實施例中，述保護層的材料包括氧化硅；和/或，
22、采用等離子增強化學氣相淀積方式形成所述保護層，其中，沉積溫度為300℃-350℃，功率為50w-80w，壓力為100pa-120pa，反應氣體包括sih4和n2o；和/或，
23、保護層的沉積厚度為500nm-1000nm；和/或
24、所述保護層與所述襯底的刻蝕選擇比為(1：50)-(1：200)。
25、在本專利技術的一個或多個實施例中，去除所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的保護層以暴露出所述微透鏡和襯底，包括：
26、在所述保護層表面形成光刻膠層；
27、刻蝕所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的光刻膠層以暴露出所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的保護層；
28、采用穩(wěn)態(tài)刻蝕法對所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的保護層進行刻蝕以暴露出所述微透鏡和襯底。
29、在本專利技術的一個或多個實施例中，刻蝕所述保護層時，刻蝕氣體為氟基氣體，所述氟基氣體包括sf6、cf4、chf3、c4f8中的一種或多種；刻蝕氣體流量范圍為20sccm-40sccm；刻蝕功率為600w-1000w，射頻功率為300w-500w，壓力為3mtorr-10mtorr。
30、在本專利技術的一個或多個實施例中，對所述第一區(qū)域的微透鏡和第二區(qū)域的襯底進行第二次刻蝕的步驟之前，還包括：
31、去除所述第三區(qū)域的光刻膠層的步驟。
32、一種槽中微透鏡結(jié)構(gòu)，采用上述的槽中微透鏡的制作方法制作而成。
33、與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的槽中微透鏡的制作方法及槽中微透鏡結(jié)構(gòu)，其通過三次刻蝕工藝完成微透鏡的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)槽中微透鏡的制作，且能精確控制槽的深度，控制槽深誤差范圍在2μm之內(nèi)，適用于槽深大于或等于50μm的超深槽中微透鏡的制作。
34、本專利技術的槽中微透鏡的制作方法及槽中微透鏡結(jié)構(gòu)，微透鏡或微透鏡陣列位于槽內(nèi)，槽壁不僅起到支撐保護作用，防止微透鏡臟污和劃傷，槽的深度可以用于后續(xù)光芯片的精確定位。
35、本專利技術的槽中微透鏡的制作方法及槽中微透鏡結(jié)構(gòu)，三次刻蝕工藝包括一次穩(wěn)態(tài)刻蝕和兩次深硅刻蝕，穩(wěn)態(tài)刻蝕可以實現(xiàn)微透鏡的轉(zhuǎn)移，第一次深硅刻蝕采用快速率刻蝕可以形成槽結(jié)構(gòu)輪廓，第二次深硅刻蝕采用慢速率刻蝕實現(xiàn)槽結(jié)構(gòu)深度的精準控制。
36、本專利技術的槽中微透鏡的制作方法及槽中微透鏡結(jié)構(gòu)，第一次刻蝕之后形成有保護層，能為后續(xù)工藝刻蝕提供刻蝕阻擋層。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術保護點】
1.一種槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述槽具有大于微透鏡矢高的預設深度，所述制作方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，
3.根據(jù)權利要求1所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述第二次刻蝕和所述第三次刻蝕均采用深硅刻蝕法。
4.根據(jù)權利要求3所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述第二次刻蝕過程中，鈍化氣體包括C4F8，氣體流量范圍為500sccm-100sccm，上電極功率為1500W-2500W，下電極功率為0，鈍化時間為1s-3s；刻蝕氣體包括SF6，氣體流量范圍500sccm-100sccm，上電極功率為1500W-2500W，下電極功率為20W-100W，時間1s-3s。
5.根據(jù)權利要求3所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述第三次刻蝕過程中，鈍化氣體包括C4F8，氣體流量范圍為100sccm-200sccm，上電極功率為800W-1500W，下電極功率為0，鈍化時間為1s-3s；刻蝕氣體包括SF6，氣體流量范圍80sccm-150sccm，上電極功率為800W-120
6.根據(jù)權利要求1所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述第一次刻蝕采用穩(wěn)態(tài)刻蝕法；和/或，
7.根據(jù)權利要求1所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述保護層的材料包括氧化硅；和/或，
8.根據(jù)權利要求1所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，去除所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的保護層以暴露出所述微透鏡和襯底，包括：
9.根據(jù)權利要求8所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，刻蝕所述保護層時，刻蝕氣體為氟基氣體，所述氟基氣體包括SF6、CF4、CHF3、C4F8中的一種或多種；刻蝕氣體流量范圍為20sccm-40sccm；刻蝕功率為600W-1000W，射頻功率為300W-500W，壓力為3mTorr-10mTorr。
10.根據(jù)權利要求8所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，對所述第一區(qū)域的微透鏡和第二區(qū)域的襯底進行第二次刻蝕的步驟之前，還包括：
11.一種槽中微透鏡結(jié)構(gòu)，其特征在于，采用如權利要求1-10任一項所述的槽中微透鏡的制作方法制作而成。
...【技術特征摘要】
1.一種槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述槽具有大于微透鏡矢高的預設深度，所述制作方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，
3.根據(jù)權利要求1所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述第二次刻蝕和所述第三次刻蝕均采用深硅刻蝕法。
4.根據(jù)權利要求3所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述第二次刻蝕過程中，鈍化氣體包括c4f8，氣體流量范圍為500sccm-100sccm，上電極功率為1500w-2500w，下電極功率為0，鈍化時間為1s-3s；刻蝕氣體包括sf6，氣體流量范圍500sccm-100sccm，上電極功率為1500w-2500w，下電極功率為20w-100w，時間1s-3s。
5.根據(jù)權利要求3所述的槽中微透鏡的制作方法，其特征在于，所述第三次刻蝕過程中，鈍化氣體包括c4f8，氣體流量范圍為100sccm-200sccm，上電極功率為800w-1500w，下電極功率為0，鈍化時間為1s-3s；刻蝕氣體包括sf6，氣體流量范圍80sccm-150sccm，上電極功率為800w-12...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：朱斌青，朱濤，姜春陽，盧建婭，
申請(專利權)人：蘇州蘇納光電有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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