一种DFB激光器光学膜的制备方法与流程

一种dfb激光器光学膜的制备方法
技术领域
1.本发明属于光通信芯片光学薄膜技术领域，具体涉及一种dfb激光器光学膜的制备方法。


背景技术：

2.目前，半导体材料dfb激光器已成为光通信领域的主要光源，其中有源层含铝材料dfb激光器以其优益的高温性能成为大多数dfb的主流方案。但是有源层含铝材料dfb激光器巴条在使用过程中划裂后，有源区暴露在空气中极易被氧化，从而引入缺陷导致使用过程中失效，普通的腔面清洗又会导致过清洗，从而损伤有源层。
3.目前，光学薄膜可以采用物理气相学沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)和化学液相沉积(cld)三种技术来制备，物理气相学沉积(pvd)制备光学薄膜这一技术目前已被广泛采用，从而使各种光学薄膜在各个领域得到广泛的应用。物理气相学沉积根据膜料汽化方式的不同，又分为热蒸发、溅射、离子镀及离子辅助镀技术。但通常在激光器腔面膜的制备过程中，需要有退火过程，而在退火过程中会对激光器的效率、波长等性能产生影响，从而使得激光器的转换效率降低、波长出现漂移等问题。


技术实现要素：

4.本发明提出一种dfb激光器光学膜的制备方法，采用本发明制备的光学膜压应力极小，解决了dfb激光器巴条在使用过程容易划裂的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种dfb激光器光学膜的制备方法，该方法采用化学气相沉积制备dfb激光器光学膜，光学膜沉积时电极温度小于100℃。
6.本发明公开了一种dfb激光器光学膜的制备方法，具体步骤如下：（1）将dfb激光器置于化学气相沉积设备的工艺腔内，ar电离化成ar
+
清洗dfb激光器背光面；（2）通入sih4和o2，在步骤（1）的dfb激光器背光面上沉积一层sio2；关闭o2，继续通入sih4，基于dfb激光器背光面的sio2上沉积一层多晶si，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面；（3）重复步骤（3）n≥3次，通入o2，在sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面上沉积一层sio2，得到dfb激光器高反膜；（4）将dfb激光器高反膜翻面，ar电离化成ar
+
清洗dfb激光器出光面；（5）通入sih4和o2，在步骤（4）的dfb激光器出光面上沉积一层sio2；关闭o2，继续通入sih4，基于dfb激光器出光面的sio2上沉积一层多晶si，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面；打开o2，在镀有sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面上沉积一层sio2，得到dfb激光器增透膜；（6）dfb激光器高反膜和增透膜制备完成，即制得dfb激光器光学膜。
5pa。
26.（2）通入ar，ar电离化形成ar
+
清洗dfb激光器背光面；其中，清洗功率20w-600w、清洗时间1-600s、清洗压力0.4pa-1pa。
27.（3）同时通入sih4和o2，在步骤（2）清洗过的dfb激光器背光面上沉积一层sio2；关闭o2，继续通入sih4，基于dfb激光器背光面的sio2上沉积一层多晶si，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
28.（4）重复步骤（3）n≥3次，得到镀有n层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
29.（5）通入o2，在步骤（4）的镀有n层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面上沉积一层sio2，得到dfb激光器高反膜。
30.（6）将步骤（5）的dfb激光器高反膜翻面，通入ar，ar电离化形成ar
+
清洗dfb激光器出光面。
31.（7）同时通入sih4和o2，在步骤（6）清洗过的dfb激光器出光面上沉积一层sio2；关闭o2，继续通入sih4，基于dfb激光器出光面的sio2上沉积一层多晶si，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面；打开o2，在镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面上沉积一层sio2，得到dfb激光器增透膜。
32.（8）dfb激光器高反膜和增透膜制备完成，即制得dfb激光器光学膜。
33.步骤（2）中，优选清洗功率为30w、清洗时间为60s、清洗压力为0.6pa。
34.步骤（3）和步骤（7）中，sih4流量为40sccm-500sccm，o2流量为5sccm-60sccm；优选sih4流量为130sccm，o2流量为20sccm。
35.步骤（3）和步骤（7）中，沉积功率为20w-1000w，优选沉积功率为350w。
36.下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明：实施例1本实施例的dfb激光器光学膜的制备方法，具体步骤如下：（1）将dfb激光器置于化学气相沉积设备内的工艺腔内，工艺腔的压力为1pa。
37.（2）通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源13.56mhz、清洗功率30w、清洗时间60s、清洗压力0.6pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器背光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
38.（3）同时分别通入流量为130sccm的sih4、流量为20sccm的o2、流量为100sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为350w、下电极温度40℃的条件下，在dfb激光器背光面上沉积一层220nm的sio2膜；关闭o2，其他保持不变，在dfb激光器背光面上再沉积一层78nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
39.（4）重复步骤（3）3次，得到镀有3层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
40.（5）再通入o2，其他保持不变，在步骤（4）的镀有3层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面上再沉积一层40nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器高反膜。
41.（6）将步骤（5）的dfb激光器高反膜翻面，通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源13.56mhz、清洗功率30w、清洗时间60s、清洗压力0.6pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器出光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
42.（7）同时分别通入流量为130sccm的sih4、流量为20sccm的o2、流量为100sccm的ar，打开射频电源，在步骤（6）清洗过的dfb激光器出光面上沉积一层38nm的sio2膜；关闭o2，继
续通入sih4和ar，在dfb激光器出光面上再沉积一层42nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面；再打开o2，在镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面上沉积一层200nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器增透膜。
43.（8）dfb激光器高反膜及增透膜制备完成。
44.表1为本实施例ar
+
清洗dfb激光器腔面的考核表，由表可知，ar
+
清洗128颗dfb激光器腔面（背光膜及出光膜）历经3500h，0失效，ar
+
清洗dfb激光器的腔面清洗均匀性好、可靠性好。
45.表2为本实施例的dfb激光器高反膜的压应力测试表，测量角度分别为0
°
、45
°
度及90
°
，测量角度0
°
时，压应力为42.3mpa；测试角度45
°
时，压应力为46mpa；测试角度90
°
时，压应力为43.2mpa；一般dfb激光器膜层应力大于400mpa，从而说明采用本发明公开的方法制备的dfb激光器高反膜的压应力较小。
46.采用分光光度计对本实施例制备的dfb激光器高反膜的透射率进行测试，如图1所示，从图可以看出，本实施例制备的dfb激光器高反膜在水中于100℃下煮30min后，其透射率曲线与dfb激光器高反膜水煮前的透射率曲线完全重合，从而说明，dfb激光器高反膜经水煮前后透射率无变化，由此说明，采用本发明制备的dfb激光器高反膜透射性较好。
47.图2为本实施例制备的dfb激光器高反膜厚度均匀性测试图，从图中可以看出，本实施例dfb激光器高反膜厚度最小值为950.27nm、厚度最大值为979.53nm、厚度平均值为963.1nm，厚度误差均值仅为1.52%，从而说明本发明制备的dfb激光器高反膜厚度均匀性较好。
48.采用分光光度计对本实施例制备的dfb激光器增透膜的透射率进行测试，如图3所示，从图可以看出，本实施例制备的dfb激光器增透膜在去离子水中于100℃下煮30min后，
其透射率曲线与dfb激光器增透膜水煮前的透射率曲线完全重合，从而说明，dfb激光器增透膜经水煮前后透射率无变化，由此说明，采用本发明制备的dfb激光器增透膜透射性较好。
49.图4为本实施例的dfb激光器光学膜的剖面sem图，从图中可以看出，采用本发明公开的方法制备出的dfb激光器光学膜剖面膜层致密，且表面光滑平整。
50.实施例2本实施例的dfb激光器光学膜的制备方法，具体步骤如下：（1）将dfb激光器置于化学气相沉积设备内的工艺腔内，工艺腔的压力为1pa。
51.（2）通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源13.56mhz、清洗功率200w、清洗时间180s、清洗压力0.6pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器背光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
52.（3）同时分别通入流量为200sccm的sih4、流量为10sccm的o2、流量为100sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为600w、下电极温度40℃的条件下，在dfb激光器背光面上沉积一层220nm的sio2膜；关闭o2，其他保持不变，在dfb激光器背光面上再沉积一层78nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
53.（4）重复步骤（3）4次，得到镀有4层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
54.（5）再通入o2，其他保持不变，在步骤（4）的镀有4层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面上再沉积一层40nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器高反膜。
55.（6）将步骤（5）的dfb激光器高反膜翻面，通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源13.56mhz、清洗功率200w、清洗时间180s、清洗压力0.6pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器出光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
56.（7）同时分别通入流量为200sccm的sih4、流量为10sccm的o2、流量为100sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为600w、下电极温度40℃的条件下，在步骤（6）清洗过的dfb激光器出光面上沉积一层38nm的sio2膜；关闭o2，继续通入sih4和ar，在dfb激光器出光面上再沉积一层42nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面；再打开o2，在镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面上沉积一层200nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器增透膜。
57.（8）dfb激光器高反膜及增透膜制备完成。
58.实施例3本实施例的dfb激光器光学膜的制备方法，具体步骤如下：（1）将dfb激光器置于化学气相沉积设备内的工艺腔内，工艺腔的压力为0.4pa。
59.（2）通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源380khz、清洗功率300w、清洗时间300s、清洗压力0.4pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器背光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
60.（3）同时分别通入流量为200sccm的sih4、流量为30sccm的o2、流量为150sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为20w、下电极温度40℃的条件下，在dfb激光器背光面上沉积一层200nm的sio2膜；关闭o2，其他保持不变，在dfb激光器背光面上再沉积一层80nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
61.（4）重复步骤（3）3次，得到镀有3层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
62.（5）再通入o2，其他保持不变，在步骤（4）的镀有3层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面上再沉积一层40nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器高反膜。
63.（6）将步骤（5）的dfb激光器高反膜翻面，通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源380khz、清洗功率300w、清洗时间300s、清洗压力0.4pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器出光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
64.（7）同时分别通入流量为200sccm的sih4、流量为30sccm的o2、流量为150sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为20w、下电极温度40℃的条件下，在步骤（6）清洗过的dfb激光器出光面上沉积一层40nm的sio2膜；关闭o2，继续通入sih4和ar，在dfb激光器出光面上再沉积一层40nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面；再打开o2，在镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面上沉积一层200nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器增透膜。
65.（8）dfb激光器高反膜及增透膜制备完成。
66.实施例4本实施例的dfb激光器光学膜的制备方法，具体步骤如下：（1）将dfb激光器置于化学气相沉积设备内的工艺腔内，工艺腔的压力为0.7pa。
67.（2）通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源5mhz、清洗功率600w、清洗时间600s、清洗压力1pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器背光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
68.（3）同时分别通入流量为500sccm的sih4、流量为60sccm的o2、流量为200sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为1000w、下电极温度10℃的条件下，在dfb激光器背光面上沉积一层210nm的sio2膜；关闭o2，其他保持不变，在dfb激光器背光面上再沉积一层85nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
69.（4）重复步骤（3）5次，得到镀有5层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
70.（5）再通入o2，其他保持不变，在步骤（4）的镀有5层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面上再沉积一层40nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器高反膜。
71.（6）将步骤（5）的dfb激光器高反膜翻面，通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源5mhz、清洗功率600w、清洗时间600s、清洗压力1pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器出光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
72.（7）同时分别通入流量为500sccm的sih4、流量为60sccm的o2、流量为200sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为1000w、下电极温度10℃的条件下，在步骤（6）清洗过的dfb激光器出光面上沉积一层40nm的sio2膜；关闭o2，继续通入sih4和ar，在dfb激光器出光面上再沉积一层40nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面；再打开o2，在镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面上沉积一层200nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器增透膜。
73.（8）dfb激光器高反膜及增透膜制备完成。
74.实施例5本实施例的dfb激光器光学膜的制备方法，具体步骤如下：（1）将dfb激光器置于化学气相沉积设备内的工艺腔内，工艺腔的压力为0.7pa。
75.（2）通入流量为40sccm的ar，打开电源，在射频电源13.56mhz、清洗功率50w、清洗
时间90s、清洗压力1pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器背光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
76.（3）同时分别通入流量为150sccm的sih4、流量为20sccm的o2、流量为150sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为100w、下电极温度20℃的条件下，在dfb激光器背光面上沉积一层220nm的sio2膜；关闭o2，其他保持不变，在dfb激光器背光面上再沉积一层78nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
77.（4）重复步骤（3）6次，得到镀有6层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
78.（5）再通入o2，其他保持不变，在步骤（4）的镀有6层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面上再沉积一层40nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器高反膜。
79.（6）将步骤（5）的dfb激光器高反膜翻面，通入流量为40sccm的ar，打开电源，在射频电源13.56mhz、清洗功率50w、清洗时间90s、清洗压力1pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器出光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
80.（7）同时分别通入流量为150sccm的sih4、流量为20sccm的o2、流量为150sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为100w、下电极温度20℃的条件下，在步骤（6）清洗过的dfb激光器出光面上沉积一层38nm的sio2膜；关闭o2，继续通入sih4和ar，在dfb激光器出光面上再沉积一层42nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面；再打开o2，在镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面上沉积一层200nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器增透膜。
81.（8）dfb激光器高反膜及增透膜制备完成。
82.实施例6本实施例的dfb激光器光学膜的制备方法，具体步骤如下：（1）将dfb激光器置于化学气相沉积设备内的工艺腔内，工艺腔的压力为1pa。
83.（2）通入流量为60sccm的ar，打开电源，在射频电源13.56mhz、清洗功率300w、清洗时间30s、清洗压力1pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器背光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
84.（3）同时分别通入流量为200sccm的sih4、流量为20sccm的o2、流量为100sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为400w、下电极温度60℃的条件下，在dfb激光器背光面上沉积一层200nm的sio2膜；关闭o2，其他保持不变，在dfb激光器背光面上再沉积一层80nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
85.（4）重复步骤（3）3次，得到镀有3层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面。
86.（5）再通入o2，其他保持不变，在步骤（4）的镀有3层sio2/si层叠结构的dfb激光器背光面上再沉积一层40nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器高反膜。
87.（6）将步骤（5）的dfb激光器高反膜翻面，通入流量为40sccm的ar，打开电源，在射频电源13.56mhz、清洗功率300w、清洗时间30s、清洗压力1pa的条件下，采用ar
+
清洗dfb激光器出光面，待清洗完毕，关闭ar及射频电源。
88.（7）同时分别通入流量为200sccm的sih4、流量为20sccm的o2、流量为100sccm的ar，打开射频电源，在沉积功率为400w、下电极温度60℃的条件下，在步骤（6）清洗过的dfb激光器出光面上沉积一层40nm的sio2膜；关闭o2，继续通入sih4和ar，在dfb激光器出光面上再沉积一层40nm的多晶si膜，得到镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面；再打开o2，在
镀有一层sio2/si层叠结构的dfb激光器出光面上沉积一层200nm的sio2膜，关闭sih4、o2、ar及射频电源，得到dfb激光器增透膜。
89.（8）dfb激光器高反膜及增透膜制备完成。
90.以上对本发明所提供的一种dfb激光器光学膜的制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体的个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。