專利名稱：一種微透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芯片制造工藝，尤其涉及一種微透鏡的制作方法。
背景技術(shù)：
在高速光電探測器件的設(shè)計(jì)中，為了提高探測器件的工作速率，需要盡量減小探測器的有源區(qū)，以便降低器件的結(jié)電容。因此，為了獲得高達(dá)IOGHz以上的帶寬，通常需要將有源區(qū)直徑縮小到30um以下，但小于30um的有源區(qū)要求更高的耦合精度，不利于實(shí)際生產(chǎn)。通常的做法是直接將微透鏡集成在芯片上，集成的微透鏡降低了耦合難度。目前，制作微透鏡的方法有下列幾種:
O反應(yīng)離子束刻蝕。該方法是讓離子束以一定的角度刻蝕晶片表面，同時(shí)晶片處于自轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于單位面積上接收的離子束密度不同，因此，導(dǎo)致刻蝕速度的差異，與晶片自轉(zhuǎn)相結(jié)合而形成透鏡。該方法的缺點(diǎn)是制作工藝復(fù)雜，成本高，而且透鏡表面粗糙，容易形成光的漫反射而降低耦合效率。2)圖形轉(zhuǎn)移法。該方法是通過光刻方法制作出柱狀光刻膠，然后在大于150°C的溫度條件下加熱，光刻膠融溶后形成一個(gè)半球，然后在增強(qiáng)感應(yīng)離子刻蝕機(jī)(ICP)中同時(shí)腐蝕光刻膠和晶片，最終將光刻膠圖形轉(zhuǎn)移到晶片上形成微透鏡?？梢?，該方法需要使用昂貴的ICP設(shè)備，成本昂貴，而且也存在透鏡表面粗糙的問題。3)點(diǎn)膠法。該方法是采用點(diǎn)膠機(jī)在晶片表面點(diǎn)上周期性的環(huán)氧樹脂類膠，然后通過加熱或紫外光照使環(huán)氧樹脂類膠固化。但該方法存在下列問題，對(duì)于背面感光的器件，難以做到環(huán)氧樹脂透鏡與有源區(qū)精確對(duì)準(zhǔn)。而且環(huán)氧樹脂透鏡難以長期耐受高于150°C以上的高溫，存在可靠性問題。4)采用方法2)所述圖形轉(zhuǎn)移法在芯片表面制作SiOx透鏡。但是存在生長厚度達(dá)數(shù)微米級(jí)的SiOx膜非常困難的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種微透鏡的制作方法，利用耐高溫(>250°C)的新型材料苯并環(huán)丁烯(BCB)制作微透鏡，以簡化傳統(tǒng)微透鏡制作方法中的復(fù)雜加工工藝，并降低制作成本。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種微透鏡的制作方法，包括:
A、將晶片I表面涂上光敏性的苯并環(huán)丁烯BCB涂層2，并置于氮?dú)庵?，在大于攝氏100°C的條件下加熱，使所述BCB涂層2軟固化；
B、然后采用光刻法在所述晶片I表面制作柱狀BCB3；
C、對(duì)所述柱狀BCB3進(jìn)行熱固化處理，將所述柱狀BCB3融化成球狀形成BCB透鏡4。其中:在步驟A中加熱所述BCB涂層(2) 5分鐘以上。
步驟B中所述柱狀BCB3的直徑為30um 50um。步驟C中對(duì)所述柱狀BCB3進(jìn)行熱固化處理的過程包括如下步驟:
Cl、在攝氏150°c條件下，加熱15分鐘；
C2、在15分鐘內(nèi)升溫到攝氏250°C ；
C3、然后再在攝氏250°C條件下加熱60分鐘；
C4、在10分鐘內(nèi)將溫度升高到280°C ；
C5、最后，保持280°C 350°C的溫度加熱10分鐘，自然冷卻。進(jìn)一步包括:D、將所述晶片I置于化學(xué)氣相沉積PECVD機(jī)中，在大于攝氏250°C條件下使所述BCB透鏡4表面生長增透膜5。所述增透膜5為SiNx膜或SiOx/SiNx復(fù)合膜。本發(fā)明所提供的微透鏡的制作方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
采用本發(fā)明方法，只需借助通常的光刻工藝和熱固化工藝，將苯并環(huán)丁烯(BCB)涂層進(jìn)行初步軟固化和后續(xù)的高溫固化即可形成微透鏡。因而降低了微透鏡的制作難度，避免了傳統(tǒng)微透鏡制作過程中的復(fù)雜工藝，且具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。此外，由于BCB透鏡具有良好的透光性、表面和熱穩(wěn)定性，能夠在透鏡表面直接淀積增透膜或其他介質(zhì)膜。制作的BCB微透鏡熱穩(wěn)定性好，提高了器件的可靠性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例在晶片表面涂覆BCB后的不意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例晶體表面形成柱狀BCB的示意 圖3為圖2所示柱狀BCB經(jīng)過熱固化形成BCB透鏡的狀態(tài)示意 圖4在本發(fā)明實(shí)施例中BCB透鏡表面生長SiNx膜的示意圖。主要組件符號(hào)說明
1:晶片
2=BCB涂層
3:柱狀BCB
4=BCB透鏡
5:增透膜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例在晶片表面涂覆BCB后的示意圖。如圖1所示，在晶片I的表面通過涂膠機(jī)涂上厚度為IOum 15um的光敏性的苯并環(huán)丁烯(BCB)涂層2。然后，將所述晶片I置于氮?dú)庵校诖笥跀z氏100°C的條件下加熱5分鐘以上，使BCB涂層2軟固化。圖2為本發(fā)明實(shí)施例晶體表面形成柱狀BCB的示意圖。如圖2所示，采用光刻法在所述晶片I表面留下直徑為30um 50um的柱狀BCB3。圖3為圖2所示柱狀BCB經(jīng)過熱固化形成BCB透鏡的狀態(tài)示意圖。在氮?dú)猸h(huán)境下，將所述晶片I按照下列過程固化BCB:
步驟31:在150°C條件下，加熱15分鐘； 步驟32:在15分鐘內(nèi)升溫到250°C ；
步驟33:然后再在250°C條件下加熱60分鐘；
步驟34:在10分鐘內(nèi)將溫度升高到280°C ；
步驟35:保持280°C 350°C的溫度加熱10分鐘，然后自然冷卻。 在上述過程中，所述柱狀BCB3在表面張力作用下融化成球狀，形成BCB透鏡4，如圖3所示。圖4在本發(fā)明實(shí)施例中BCB透鏡表面生長SiNx膜的示意圖。如圖4所示，直接將所述晶片I置于化學(xué)氣相沉積(PECVD)機(jī)中，在大于攝氏250°C條件下使所述BCB透鏡4表面生長增透膜5。如生長SiNx膜或生長SiOx/SiNx復(fù)合膜。這里，所述光敏性的苯并環(huán)丁烯(BCB)，是一族新型的活性樹脂，既可形成熱塑性聚合物，也可形成熱固性聚合物，熱分解溫度高于350度，而且在1.3um 1.5um波長范圍內(nèi)具有良好的透光性能。并且熱固化后表面平整性好。也可以在攝氏250°C 300°C條件下，在其表面直接生長SiNx的增透膜或生長SiOx/SiNx復(fù)合膜。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種微透鏡的制作方法，其特征在于，包括: A、將晶片(I)表面涂上光敏性的苯并環(huán)丁烯BCB涂層(2)，并置于氮?dú)庵校诖笥跀z氏100 V的條件下加熱，使所述BCB涂層(2)軟固化； B、然后采用光刻法在所述晶片(I)表面制作柱狀BCB(3)；C、對(duì)所述柱狀BCB(3)進(jìn)行熱固化處理，將所述柱狀BCB (3)融化成球狀形成BCB透鏡⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透鏡的制作方法，其特征在于，在步驟A中加熱所述BCB涂層(2) 5分鐘以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透鏡的制作方法，其特征在于，步驟B中所述柱狀BCB(3)的直徑為30um 50um。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透鏡的制作方法，其特征在于，步驟C中對(duì)所述柱狀BCB(3)進(jìn)行熱固化處理的過程包括如下步驟: Cl、在攝氏150°C條件下，加熱15分鐘； C2、在15分鐘內(nèi)升溫到攝氏250°C ； C3、然后再在攝氏250°C條件下加熱60分鐘； C4、在10分鐘內(nèi)將溫度升高到280°C ； C5、最后，保持280°C 350°C的溫度加熱10分鐘，自然冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的微透鏡的制作方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: D、將所述晶片(I)置于化學(xué)氣相沉積PECVD機(jī)中，在大于攝氏250°C條件下使所述BCB透鏡(4 )表面生長增透膜(5 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微透鏡的制作方法，其特征在于，所述增透膜(5)為SiNx膜或SiOx/SiNx復(fù)合膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微透鏡的制作方法，包括A.將晶片(1)表面涂上光敏性的苯并環(huán)丁烯BCB涂層(2)，并置于氮?dú)庵?，在大于攝氏100℃的條件下加熱，使所述BCB涂層(2)軟固化；B.然后采用光刻法在所述晶片(1)表面制作柱狀BCB(3)；C.對(duì)所述柱狀BCB(3)進(jìn)行熱固化處理，將所述柱狀 BCB(3)融化成球狀形成BCB透鏡(4)。采用本發(fā)明的方法，能夠簡化傳統(tǒng)微透鏡制作方法中的復(fù)雜加工工藝，并降低制作成本。
文檔編號(hào)G02B3/00GK103178161SQ201310091860
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者岳愛文, 胡艷, 李晶, 王權(quán)兵 申請(qǐng)人:武漢電信器件有限公司