[發(fā)明專利]硅基狹縫結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111448305.5
• 申請(qǐng)日: 2021-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN114156232A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶金;李盼園;樊凱莉;孫文超;朱立財(cái);呂金光;秦余欣;王惟彪;梁靜秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): H01L21/78
• 分類號(hào): H01L21/78
• 代理公司: 長(zhǎng)春中科長(zhǎng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 陳新英

1.硅基狹縫結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括硅基片(1)、狹縫(2)、梯形槽(3)、吸光材料層(4)和金屬保護(hù)層(5)；

所述硅基片(1)的晶面晶向?yàn)?11；

所述硅基片(1)的入射面開設(shè)有至少一個(gè)的所述狹縫(2)，所述狹縫(2)供入射光通過所述硅基片(1)；

所述硅基片(1)的出射面開設(shè)有梯形槽(3)；

從所述硅基片(1)的入射面至其出射面方向，所述梯形槽(3)的槽寬逐漸變大；在所述硅基片(1)的縱截面上，所有所述狹縫(2)與所述梯形槽(3)相通，并且所述梯形槽(3)的槽底的兩端與每個(gè)所述狹縫(2)具有間隔；

所述吸光材料層(4)位于所述硅基片(1)的入射面上，用以減小所述入射光的反射；

所述金屬保護(hù)層(5)位于所述硅基片(1)的出射面上，用以防止雜散光透過所述硅基片(1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基狹縫結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述吸光材料層(4)為黑硅結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基狹縫結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬保護(hù)層(5)的材料為Au、Al、Ni、A、Pt中的任一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基狹縫結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述梯形槽(3)由濕法刻蝕工藝制備。

5.一種用于制備權(quán)利要求2所述的硅基狹縫結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、提供所述硅基片(1)；

S2、在所述入射面上制備第二保護(hù)膜(12)，在所述出射面上制備第一保護(hù)膜(11)；

S3、制備所述狹縫(2)和所述梯形槽(3)；

其中制備所述狹縫(2)的步驟包括：在所述第二保護(hù)膜(12)的部分區(qū)域上覆蓋第二光刻膠層(14)，以暴露出所述第二保護(hù)膜(12)上的與所述狹縫(2)的位置對(duì)應(yīng)的區(qū)域；刻蝕所述第二保護(hù)膜(12)和所述硅基片(1)以形成所述狹縫(2)；去除所述第二光刻膠層(14)；

其中制備所述梯形槽(3)的步驟包括：在所述第一保護(hù)膜(11)的部分區(qū)域上覆蓋第一光刻膠層(13)，以暴露出所述第一保護(hù)膜(11)上的與所述梯形槽(3)的位置對(duì)應(yīng)的區(qū)域；刻蝕所述第一保護(hù)膜(11)和所述硅基片(1)以形成所述梯形槽(3)；去除所述第一光刻膠層(13)；

S4、去除所述第一保護(hù)膜(11)和所述第二保護(hù)膜(12)；

S5、在所述硅基片(1)上制備所述黑硅結(jié)構(gòu)；

S6、在所述硅基片(1)上制備所述金屬保護(hù)層(5)；

S7、切割所述硅基片(1)、所述黑硅結(jié)構(gòu)和所述金屬保護(hù)層(5)以分離出單件的硅基狹縫結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S5中通過干法刻蝕、濕法刻蝕、飛秒激光加工中的任一種方法制備所述黑硅結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S6中通過真空電子束蒸鍍、濺射、熱蒸發(fā)中的任一種方法制備所述金屬保護(hù)層(5)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中的所述第二保護(hù)膜(12)和第一保護(hù)膜(11)的材料分別是SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、Cr中的任一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中的所述第二保護(hù)膜(12)和所述第一保護(hù)膜(11)的材料均是SiO₂，制備所述第二保護(hù)膜(12)和所述第一保護(hù)膜(11)的方法采用磁控濺射、離子束沉積、化學(xué)氣相沉積、熱氧化法、溶膠-凝膠法中的任一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S3中采用干法刻蝕方法刻蝕所述第二光刻膠層(14)和所述硅基片(1)。