专利名称：具有低表面张力光纤阵列v槽的硅基的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有低表面张力光纤阵列V槽的硅基，属于光纤通讯的技术领域。
背景技术：
当前，我国FTTX (光纤接入网)建设逐步展开，三大运营商及广电系统都确定了“加快光进铜退、推进接入网战略转型”的思路，实现FTTC(光纤到路边)、FTTB (光纤到大楼)、FTTH (光纤到家庭)、FTTD (光纤到桌面)、三网融合(语音网、数据网、有线电视网)等多媒体传输以及H)S(综合布线系统)方案。FTTX中比较关键的器件就是光纤阵列分路器，分路器中的关键器件之一就是光纤阵列，而V型槽就是光纤阵列中的关键。目前，国内外生产光纤阵列V型槽大都分为二类。第一类采用机械加工的方法，采 用金刚砂切割刀在玻璃片上切割出所需的V槽，玻璃成本低，但切割过程中金刚刀被磨损，需不断修磨，磨损的金刚刀也导致V槽形状改变，不能满足精度要求；制作多槽的V型槽时，如大于32槽时，由于设备不断积累的误差从而导致精度降低，良率下降，因此采用机械方法加工大于32槽的V型槽的成本很高。第二类采用的硅晶片作为基材用湿法腐蚀的方法加工V型槽，此方法采用光刻的技术，各向异性湿法刻蚀硅晶片，没有机械加工导致的累积误差，故精度不受V槽数量的限制，利用硅片的各向异性的特点，腐蚀出的V槽形状一致；但腐蚀后的V槽表面亲水性不好，若在组装光纤阵列前不进行表面处理，会使得胶水与V槽接触不好，造成气泡及光纤与V槽粘接不好。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低表面张力的、可以免去光纤阵列组装前的表面处理或因不处理导致的气泡及粘结不好的低表面张力光纤阵列V槽的硅基。按照本实用新型提供的技术方案，所述具有低表面张力光纤阵列V槽的硅基，在硅基的上表面上沿着其宽度方向开设有断面为V字形的V槽，所述V槽两侧面的夹角为70.6°，V槽的开口宽度为12(Tl25微米，V槽的脊背宽度为2 7微米；在V槽两侧面和硅基的上表面上设有低表面张力薄膜(3)。所述低表面张力薄膜的厚度为10(T300纳米。所述低表面张力薄膜为Si3N4薄膜。本实用新型的优点硅基上的V槽精度高，低表面张力薄膜降低了 V槽的表面张力，改善了胶水与V槽的接触，从而改善了光纤与V槽的粘接，避免胶水放入槽后的气泡，免去了使用硅基V槽前的表面处理工艺，解决了因表面处理不佳而导致的粘接效果不佳及气泡等问题，提高了光纤阵列的良率及稳定性。
图I为实际应用时光纤阵列的剖视图；图2为本实用新型的剖视图；图3为在硅基上生成一层保护薄膜的示意图；图4为在硅基上光刻出腐蚀V槽所需图案的示意图；图5为RIE刻蚀掉没有光刻胶保护的硅基上保护薄膜的示意图；图6为去除硅基上光刻胶的示意图；图7为湿法刻蚀硅基形成V槽的示意图；图8为去除硅基上保护薄膜的示意图；图9为在硅基上形成低表面张力薄膜的示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。图中，I为硅基，2为V槽，3为低表面张力薄膜，4为保护薄膜，5为光刻胶膜，6为光纤，7为胶水，8为盖板。如图2所示，本实用新型的V槽2通过湿法腐蚀硅形成，低表面张力薄膜3为LPCVD Si3N4 薄膜。如图3 图9所示上述的低表面张力硅基V槽，通过下述工艺步骤实现提供〈100〉晶向硅基1，V槽是通过各向异性湿法刻蚀硅基I得到的，硅基I的晶向好坏决定了V槽的精度及良率；如图3所示在上述〈100〉晶向硅基I上生成一层保护薄膜4 ;所述保护薄膜为常规热氧化生成的SiO2薄膜或通过常规的低压化学汽相淀积工艺(即LPCVD工艺)淀积的Si3N4薄膜，SiO2薄膜的厚度控制在I. 8^2. 5微米，Si3N4薄膜厚度控制在100 300纳米。；如图4所示在上述硅基I上旋涂上3 4微米厚度的光刻胶膜5 ；在光刻胶膜光刻出腐蚀V槽2所需的图案，使得腐蚀V槽所需图案位置对应的保护薄膜露出；所述光刻图案为湿法刻蚀硅所需的保护层的图案，因湿法刻蚀时的横向刻蚀效应，故光刻图案与V槽图案有差异；在上述硅基I上通过常规的反应离子刻蚀工艺(SPRIE工艺)刻蚀掉没有光刻胶保护的硅基上的保护薄膜4 ；如图5所示使用反应离子刻蚀工艺刻蚀掉腐蚀V槽所需图案位置对应的保护薄膜，腐蚀V槽所需图案位置对应的硅基露出；通过常规的反应离子腐蚀工艺(RIE)刻蚀，选择性地刻蚀保护薄膜4，形成湿法刻蚀V槽的保护薄膜图案；如图6所示利用丙酮溶液去除硅基I上的光刻胶膜5 ；如图7所示使用重量百分含量为20% 45%的KOH溶液或重量百分含量为20% 30%的TMAH溶液蚀刻已经被露出的硅基，形成V槽2，由于各向异性腐蚀，故V槽2的侧面夹角由硅基的晶向决定，V槽2两侧面的夹角为70. 6°，乂槽2的开口宽度为12(Tl25微米，V槽的脊背宽度为2 7微米；在上述硅基I上湿法腐蚀出V槽2 ;湿法腐蚀硅基I形成V槽2，腐蚀溶液为KOH或TMAH溶液，由于各向异性腐蚀，故V槽2的侧面夹角由硅基的晶向决定，本实用新型V槽2两侧面的夹角为70. 6°，乂槽2的开口宽度为12(Tl25微米，V槽2的脊背宽度为2 7微米；[0030]如图8所示去除上述硅基I上的保护薄膜4 ;用对应溶液去除上述硅基I上的保护薄膜4，保护薄膜4若为SiO2薄膜用BOE溶液去除，在BOE溶液中，HF与NH4F的物质的量之比为1:6，且在BOE溶液中，HF的重量百分含量为49%，NH4F的重量百分含量为40% ；保护薄膜4若为Si3N4薄膜，则用H3PO4溶液去除，在H3PO4溶液中H3PO4的重量百分含量为80%"85% ；如图9所示在上述硅基I上通过常规的低压化学汽相淀积工艺(即LPCVD工艺)淀积上Si3N4薄膜，Si3N4薄膜的厚度为10(T300纳米。该Si3N4薄膜可改善V槽与胶水的接触，避免胶水放入V槽后的气泡。如图I所示组装光纤阵列时，光纤6放置在V槽2内，光纤6与V槽2两侧壁相切，再用胶水7将光纤6和V槽2及盖板8粘接在一起，光纤阵列的性能与光纤固定的位置及稳定性有关。本实用新型中V槽结构由湿法刻蚀〈100〉晶向单晶硅形成，好的晶向和光刻保证了 V槽结构精度；V槽表面的Si3N4薄膜增强了 V槽的亲水性，免去了组装光纤阵列前为了提高亲水性而要进行的表面处理工艺，V槽的亲水性增强，减少了胶水放入槽后的气泡，增强了胶水和V槽的粘结性，从而也减小了因升温导致气泡膨胀从而导致光纤固定不 稳的可能性，增强了光纤的稳定性。本实用新型为后续组装光纤阵列工艺节省了一道工序，也降低了后续组装光纤阵列者因表面处理不当而导致光纤阵列粘结不良的可能性。
权利要求1.一种具有低表面张力光纤阵列V槽的娃基，其特征是在娃基(I)的上表面上沿着其宽度方向开设有断面为V字形的V槽(2)，所述V槽(2)两侧面的夹角为70.6° 3槽(2)的开口宽度为12(Γ125微米，V槽(2)的脊背宽度为2 7微米；在V槽(2)两侧面和硅基(I)的上表面上设有低表面张力薄膜(3)。
2.如权利要求I所述的具有低表面张力光纤阵列V槽的硅基，其特征是所述低表面张力薄膜(3)的厚度为10(Γ300纳米。
3.如权利要求I或2所述的具有低表面张力光纤阵列V槽的硅基，其特征是所述低表面张力薄膜(3)为Si3N4薄膜。
专利摘要本实用新型涉及一种具有低表面张力光纤阵列V槽的硅基，在硅基的上表面上沿着其宽度方向开设有断面为V字形的V槽，所述V槽两侧面的夹角为70.6°，V槽的开口宽度为120~125微米，V槽的脊背宽度为2~7微米；在V槽两侧面和硅基的上表面上设有低表面张力薄膜。本实用新型的优点硅基上的V槽精度高，低表面张力薄膜降低了V槽的表面张力，改善了胶水与V槽的接触，从而改善了光纤与V槽的粘接，避免胶水放入槽后的气泡，免去了使用硅基V槽前的表面处理工艺，解决了因表面处理不佳而导致的粘接效果不佳及气泡等问题，提高了光纤阵列的良率及稳定性。
文档编号G02B6/12GK202548360SQ20122014520
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者缪建民 申请人:缪建民