[發(fā)明專利]一種大面積微納疊層衍射光柵結構的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210539415.0
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114966926B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 張勤東;趙恒;汪云;李耀斌;曾進能;張世超;馮輝;吳艷娟;黃麗書;張益銘
• 申請（專利權）人: 北方夜視技術股份有限公司
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

1.一種大面積微納疊層衍射光柵結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，提供一防光暈陰極玻璃襯底；

步驟二，在襯底的表面涂布負性光刻膠掩膜層A，利用紫外納米壓印方法將所述負性光刻膠掩膜層A圖形化，在襯底表面留下等間隔周期排列的圓柱型孔洞；

步驟三，在圖形化后的襯底表面和負性光刻膠掩膜層A的表面外延氧化硅光薄膜；外延結束后將襯底浸泡入丙酮溶液中，帶膠剝離所述負性光刻膠掩膜層A表面外延的氧化硅薄膜，留下圓柱型孔洞中的氧化硅圓柱形結構A；

步驟四，在所述氧化硅圓柱形結構A和襯底的表面涂布正性光刻膠掩膜層，利用紫外納米壓印方法將所述正性光刻膠掩膜層圖形化；在圖形化后的表面通過原子層沉積方法多次交替進行外延氧化鋁和氧化鈦疊層，每層氧化鋁薄膜和氧化鈦薄膜的厚度均相同且為1～50nm厚，外延完成之后帶膠剝離外延在掩膜層上的氧化鋁和氧化鈦疊層薄膜，并平坦化留在襯底上的氧化鋁和氧化鈦疊層的表面，使襯底上的氧化鋁和氧化鈦疊層厚度與所述圓柱形孔洞中的氧化硅圓柱形結構A厚度一致；

步驟五，在平坦化后的表面涂布負性光刻膠掩膜層B，利用紫外納米壓印方法將負性光刻膠掩膜層B圖形化；

步驟六，在負性光刻膠掩膜層B的表面利用等離子體氣相外延方法外延氧化硅光柵層；外延完成之后帶膠剝離外延在負性光刻膠掩膜層B上的氧化硅薄膜，在襯底表面上留下等間隔周期排列的圓柱型氧化硅B，獲得大面積微納疊層衍射光柵結構。

2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述負性光刻膠掩膜層A和負性光刻膠掩膜層B的厚度為0.5～3um。

3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述負性光刻膠掩膜層A、負性光刻膠掩膜層B及正性光刻膠掩膜層在帶膠剝離過程中，僅將襯底片放入丙酮中去除掩膜層，所述襯底表面以一定間隔周期排列的圓柱型孔洞中的氧化硅圓柱形結構A不脫落。

4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟3中：

所述外延氧化硅光薄膜是通過等離子體化學氣相沉積PECVD方法實現(xiàn)的，氧化硅光薄膜的厚度為200～500nm。

5.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟3中：

所述圓柱型孔洞中的氧化硅光柵層的直徑為100～900nm。

6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，在步驟3中：

所述圓柱型孔洞的間隔周期為200～1800nm。

7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于：

所述平坦化是通過化學機械拋光CMP方法實現(xiàn)的。

8.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于：

所述圖形化是通過紫外納米壓印和帶膠剝離方法實現(xiàn)的。

9.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，在步驟3中：

利用原子層沉積方法多次交疊外延氧化鋁和氧化鈦疊層膜填充單層光柵的柵谷，并在已有的單層光柵的柵齒上進行微納結構圖形調控，獲得所述大面積疊層衍射光柵結構。