專利名稱：具有低表面張力光纖陣列v槽的硅基的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有低表面張力光纖陣列V槽的硅基，屬于光纖通訊的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，我國FTTX (光纖接入網(wǎng))建設(shè)逐步展開，三大運(yùn)營商及廣電系統(tǒng)都確定了“加快光進(jìn)銅退、推進(jìn)接入網(wǎng)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型”的思路，實(shí)現(xiàn)FTTC(光纖到路邊)、FTTB (光纖到大樓)、FTTH (光纖到家庭)、FTTD (光纖到桌面)、三網(wǎng)融合(語音網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、有線電視網(wǎng))等多媒體傳輸以及H)S(綜合布線系統(tǒng))方案。FTTX中比較關(guān)鍵的器件就是光纖陣列分路器，分路器中的關(guān)鍵器件之一就是光纖陣列，而V型槽就是光纖陣列中的關(guān)鍵。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)光纖陣列V型槽大都分為二類。第一類采用機(jī)械加工的方法，采 用金剛砂切割刀在玻璃片上切割出所需的V槽，玻璃成本低，但切割過程中金剛刀被磨損，需不斷修磨，磨損的金剛刀也導(dǎo)致V槽形狀改變，不能滿足精度要求；制作多槽的V型槽時(shí)，如大于32槽時(shí)，由于設(shè)備不斷積累的誤差從而導(dǎo)致精度降低，良率下降，因此采用機(jī)械方法加工大于32槽的V型槽的成本很高。第二類采用的硅晶片作為基材用濕法腐蝕的方法加工V型槽，此方法采用光刻的技術(shù)，各向異性濕法刻蝕硅晶片，沒有機(jī)械加工導(dǎo)致的累積誤差，故精度不受V槽數(shù)量的限制，利用硅片的各向異性的特點(diǎn)，腐蝕出的V槽形狀一致；但腐蝕后的V槽表面親水性不好，若在組裝光纖陣列前不進(jìn)行表面處理，會使得膠水與V槽接觸不好，造成氣泡及光纖與V槽粘接不好。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種低表面張力的、可以免去光纖陣列組裝前的表面處理或因不處理導(dǎo)致的氣泡及粘結(jié)不好的低表面張力光纖陣列V槽的硅基。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述具有低表面張力光纖陣列V槽的硅基，在硅基的上表面上沿著其寬度方向開設(shè)有斷面為V字形的V槽，所述V槽兩側(cè)面的夾角為70.6°，V槽的開口寬度為12(Tl25微米，V槽的脊背寬度為2 7微米；在V槽兩側(cè)面和硅基的上表面上設(shè)有低表面張力薄膜(3)。所述低表面張力薄膜的厚度為10(T300納米。所述低表面張力薄膜為Si3N4薄膜。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)硅基上的V槽精度高，低表面張力薄膜降低了 V槽的表面張力，改善了膠水與V槽的接觸，從而改善了光纖與V槽的粘接，避免膠水放入槽后的氣泡，免去了使用硅基V槽前的表面處理工藝，解決了因表面處理不佳而導(dǎo)致的粘接效果不佳及氣泡等問題，提高了光纖陣列的良率及穩(wěn)定性。
圖I為實(shí)際應(yīng)用時(shí)光纖陣列的剖視圖；圖2為本實(shí)用新型的剖視圖；圖3為在硅基上生成一層保護(hù)薄膜的示意圖；圖4為在硅基上光刻出腐蝕V槽所需圖案的示意圖；圖5為RIE刻蝕掉沒有光刻膠保護(hù)的硅基上保護(hù)薄膜的示意圖；圖6為去除硅基上光刻膠的示意圖；圖7為濕法刻蝕硅基形成V槽的示意圖；圖8為去除硅基上保護(hù)薄膜的示意圖；圖9為在硅基上形成低表面張力薄膜的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖中，I為硅基，2為V槽，3為低表面張力薄膜，4為保護(hù)薄膜，5為光刻膠膜，6為光纖，7為膠水，8為蓋板。如圖2所示，本實(shí)用新型的V槽2通過濕法腐蝕硅形成，低表面張力薄膜3為LPCVD Si3N4 薄膜。如圖3 圖9所示上述的低表面張力硅基V槽，通過下述工藝步驟實(shí)現(xiàn)提供〈100〉晶向硅基1，V槽是通過各向異性濕法刻蝕硅基I得到的，硅基I的晶向好壞決定了V槽的精度及良率；如圖3所示在上述〈100〉晶向硅基I上生成一層保護(hù)薄膜4 ;所述保護(hù)薄膜為常規(guī)熱氧化生成的SiO2薄膜或通過常規(guī)的低壓化學(xué)汽相淀積工藝(即LPCVD工藝)淀積的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納米。；如圖4所示在上述硅基I上旋涂上3 4微米厚度的光刻膠膜5 ；在光刻膠膜光刻出腐蝕V槽2所需的圖案，使得腐蝕V槽所需圖案位置對應(yīng)的保護(hù)薄膜露出；所述光刻圖案為濕法刻蝕硅所需的保護(hù)層的圖案，因濕法刻蝕時(shí)的橫向刻蝕效應(yīng)，故光刻圖案與V槽圖案有差異；在上述硅基I上通過常規(guī)的反應(yīng)離子刻蝕工藝(SPRIE工藝)刻蝕掉沒有光刻膠保護(hù)的硅基上的保護(hù)薄膜4 ；如圖5所示使用反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕掉腐蝕V槽所需圖案位置對應(yīng)的保護(hù)薄膜，腐蝕V槽所需圖案位置對應(yīng)的硅基露出；通過常規(guī)的反應(yīng)離子腐蝕工藝(RIE)刻蝕，選擇性地刻蝕保護(hù)薄膜4，形成濕法刻蝕V槽的保護(hù)薄膜圖案；如圖6所示利用丙酮溶液去除硅基I上的光刻膠膜5 ；如圖7所示使用重量百分含量為20% 45%的KOH溶液或重量百分含量為20% 30%的TMAH溶液蝕刻已經(jīng)被露出的硅基，形成V槽2，由于各向異性腐蝕，故V槽2的側(cè)面夾角由硅基的晶向決定，V槽2兩側(cè)面的夾角為70. 6°，乂槽2的開口寬度為12(Tl25微米，V槽的脊背寬度為2 7微米；在上述硅基I上濕法腐蝕出V槽2 ;濕法腐蝕硅基I形成V槽2，腐蝕溶液為KOH或TMAH溶液，由于各向異性腐蝕，故V槽2的側(cè)面夾角由硅基的晶向決定，本實(shí)用新型V槽2兩側(cè)面的夾角為70. 6°，乂槽2的開口寬度為12(Tl25微米，V槽2的脊背寬度為2 7微米；[0030]如圖8所示去除上述硅基I上的保護(hù)薄膜4 ;用對應(yīng)溶液去除上述硅基I上的保護(hù)薄膜4，保護(hù)薄膜4若為SiO2薄膜用BOE溶液去除，在BOE溶液中，HF與NH4F的物質(zhì)的量之比為1:6，且在BOE溶液中，HF的重量百分含量為49%，NH4F的重量百分含量為40% ；保護(hù)薄膜4若為Si3N4薄膜，則用H3PO4溶液去除，在H3PO4溶液中H3PO4的重量百分含量為80%"85% ；如圖9所示在上述硅基I上通過常規(guī)的低壓化學(xué)汽相淀積工藝(即LPCVD工藝)淀積上Si3N4薄膜，Si3N4薄膜的厚度為10(T300納米。該Si3N4薄膜可改善V槽與膠水的接觸，避免膠水放入V槽后的氣泡。如圖I所示組裝光纖陣列時(shí)，光纖6放置在V槽2內(nèi)，光纖6與V槽2兩側(cè)壁相切，再用膠水7將光纖6和V槽2及蓋板8粘接在一起，光纖陣列的性能與光纖固定的位置及穩(wěn)定性有關(guān)。本實(shí)用新型中V槽結(jié)構(gòu)由濕法刻蝕〈100〉晶向單晶硅形成，好的晶向和光刻保證了 V槽結(jié)構(gòu)精度；V槽表面的Si3N4薄膜增強(qiáng)了 V槽的親水性，免去了組裝光纖陣列前為了提高親水性而要進(jìn)行的表面處理工藝，V槽的親水性增強(qiáng)，減少了膠水放入槽后的氣泡，增強(qiáng)了膠水和V槽的粘結(jié)性，從而也減小了因升溫導(dǎo)致氣泡膨脹從而導(dǎo)致光纖固定不 穩(wěn)的可能性，增強(qiáng)了光纖的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型為后續(xù)組裝光纖陣列工藝節(jié)省了一道工序，也降低了后續(xù)組裝光纖陣列者因表面處理不當(dāng)而導(dǎo)致光纖陣列粘結(jié)不良的可能性。
權(quán)利要求1.一種具有低表面張力光纖陣列V槽的娃基，其特征是在娃基(I)的上表面上沿著其寬度方向開設(shè)有斷面為V字形的V槽(2)，所述V槽(2)兩側(cè)面的夾角為70.6° 3槽(2)的開口寬度為12(Γ125微米，V槽(2)的脊背寬度為2 7微米；在V槽(2)兩側(cè)面和硅基(I)的上表面上設(shè)有低表面張力薄膜(3)。
2.如權(quán)利要求I所述的具有低表面張力光纖陣列V槽的硅基，其特征是所述低表面張力薄膜(3)的厚度為10(Γ300納米。
3.如權(quán)利要求I或2所述的具有低表面張力光纖陣列V槽的硅基，其特征是所述低表面張力薄膜(3)為Si3N4薄膜。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有低表面張力光纖陣列V槽的硅基，在硅基的上表面上沿著其寬度方向開設(shè)有斷面為V字形的V槽，所述V槽兩側(cè)面的夾角為70.6°，V槽的開口寬度為120~125微米，V槽的脊背寬度為2~7微米；在V槽兩側(cè)面和硅基的上表面上設(shè)有低表面張力薄膜。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)硅基上的V槽精度高，低表面張力薄膜降低了V槽的表面張力，改善了膠水與V槽的接觸，從而改善了光纖與V槽的粘接，避免膠水放入槽后的氣泡，免去了使用硅基V槽前的表面處理工藝，解決了因表面處理不佳而導(dǎo)致的粘接效果不佳及氣泡等問題，提高了光纖陣列的良率及穩(wěn)定性。
文檔編號G02B6/12GK202548360SQ20122014520
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者繆建民 申請人:繆建民