Исследование технологического метода предотвращения растрескивания толстых слоев Si3N4 при изготовлении ФИС

Волноводы из нитрида кремния (Si3N4) широко применяются при создании фотонно-интегральных схем (ФИС). Высокие оптические характеристики ФИС достигаются на пленках нитрида кремния (Si3N4), полученных процессом химического осаждения из паровой фазы при пониженном давлении (LPCVD). Для толстых слоев Si3N4 (>300 нм) характерен высокий уровень внутренних механических напряжений, которые при определенных условиях могут приводить к образованию трещин, из-за которых снижается выход годных ФИС и ограничивается их применение. В данной работе для предотвращения растрескивания слоя Si3N4 с подслоем из оксида кремния (SiO2) по периметру и внутри рабочей области кремниевой (Si) подложки формировались канавки шириной 120 мкм процессом плазмохимического травления (ПХТ). Глубина травления составляла 3,2 мкм, что существенно превышало толщину осаждаемого Si3N4 (450 нм). Предложенный подход позволил изготовить тестовые элементы ФИС без трещин в сердцевине и оболочке со средними оптическими потерями ∼0,8 дБ/см на длине волны 1550 нм.