CN116299809A - 一种异质斜齿光栅的制备方法和结构 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种异质斜齿光栅的制备方法和结构，该方法包括：采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀基体得到粗刻斜齿光栅，采用等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅。即先用较高能量和束流的等离子束进行刻蚀，以快速刻蚀出粗刻斜齿光栅，再用较低能量和束流的等离子束进行刻蚀，修饰光栅底部两侧，从而可以得到平直的底部，得到最终斜齿光栅，避免了过刻蚀或刻蚀量不够的问题，从而提高了产品的良率。
Description
技术领域
本申请涉及光学器件领域，特别涉及一种异质斜齿光栅的制备方法和结构。
背景技术
增强现实(Augmented Reality，AR)技术是近年来广受关注的科技领域，是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，即将显示器上的像素，通过一系列光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中，AR眼镜需要透视(see-through)，既要看到真实的外部世界,也要看到虚拟信息，所以成像系统不能挡在视线前方。这就需要多加一个或一组光学组合器(optical combiner),通过“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体，互相补充，互相“增强”。
光波导是应AR眼镜需求而生的一个比较有特色的光学组件，因它的轻薄与外界光线的高穿透特性而被认为是消费级AR眼镜的必选，其中，表面浮雕光栅波导(SurfaceRelief Grating)方案可以将AR镜片做的最薄。因此，AR眼镜想要具备普通眼镜的外观，真正走向消费市场，表面浮雕光栅方案是最佳选择。
表面浮雕光栅波导(Surface Relief Grating)中的斜齿光栅由于具有较高的衍射效率，而需求量大大提升，目前斜齿光栅的选择通常是同质斜齿光栅与异质斜齿光栅两种，由于同质材料刻蚀过程中无停止层，很难对底部形貌进行控制，同质斜齿光栅的底部往往存在不同程度的弧形现象，影响衍射效率。相比同质，异质斜齿光栅利用两种刻蚀速率差距较大的材料组合，其中形成斜齿光栅的基体刻蚀速率快，而基底刻蚀速率很慢基本接近为0，所以当底部出现弧形结构时，继续增加时间就可以将弧形结构刻蚀的比较平整，并且基底的刻蚀速率很慢，基底基本不会刻蚀。
但在实际操作中发现两种刻蚀速率差距大且满足实际需求的材料组合很有限，无法满足大部分的实际需求，并且刻蚀过程使用高能量刻蚀控制难度大，易造成过刻蚀；低能量刻蚀效率太低，又易造成刻蚀量不够的问题，都制约了异质斜齿光栅的制作，导致产品良率较低。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种异质斜齿光栅的制备方法和结构，可以避免过刻蚀或刻蚀量不够的问题，从而提高了产品的良率。
为实现上述目的，本申请有如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种异质斜齿光栅的制备方法，包括：
提供依次层叠的基底、基体和掩膜版；所述基底和所述基体的材料不同；
采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在所述掩膜版的遮掩下刻蚀所述基体得到粗刻斜齿光栅；所述第一能量大于或等于第一能量阈值且小于或等于第二能量阈值；所述第一束流大于或等于第一束流阈值且小于或等于第二束流阈值；
采用所述等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在所述掩膜版的遮掩下刻蚀所述粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅；所述第二能量大于或等于第三能量阈值且小于或等于第四能量阈值；所述第二束流大于或等于第三束流阈值且小于或等于第四束流阈值；
去除所述掩膜版；
所述等离子束发射器、所述基底、所述基体、所述掩膜版和所述粗刻斜齿光栅在刻蚀过程中保持固定；
所述第一能量阈值大于所述第四能量阈值；所述第一束流阈值大于所述第四束流阈值；所述第一角度为所述等离子束与所述基底表面法向所成的角度；所述第一角度大于0°且小于90°。
在一种可能的实现方式中，还包括通过以下步骤预先获得所述第一等离子束和所述第二等离子束：
将第一刻蚀气体通入放电腔室以得到所述第一等离子束；
将第二刻蚀气体通入放电腔室以得到所述第二等离子束。
在一种可能的实现方式中，所述刻蚀气体包括：
氟基气体、氯基气体和惰性气体中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，所述基底的材料包括：
硅、碳化硅、石英或金属。
在一种可能的实现方式中，所述基体的材料包括：
非金属氧化物或光学介质。
在一种可能的实现方式中，所述掩膜版的材料包括：
光刻胶、金属或光学介质材料。
在一种可能的实现方式中，所述第一能量阈值为400V；所述第二能量阈值为600V；所述第三能量阈值为75V；所述第四能量阈值为200V。
在一种可能的实现方式中，所述第一束流阈值为0.32A；所述第二束流阈值为0.79A；所述第三束流阈值为0.12A；所述第四束流阈值为0.26A。
第二方面，本申请实施例提供了一种异质斜齿光栅结构，包括：
基底和基体；
所述基体为斜齿光栅；
所述基底和所述基体的材料不同。
在一种可能的实现方式中，所述斜齿光栅的周期为460nm。
本申请实施例提供了一种异质斜齿光栅的制备方法和结构，该方法包括：提供依次层叠的基底、基体和掩膜版，基底和基体的材料不同，采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀基体得到粗刻斜齿光栅，第一能量大于或等于第一能量阈值且小于或等于第二能量阈值，第一束流大于或等于第一束流阈值且小于或等于第二束流阈值，采用等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅，第二能量大于或等于第三能量阈值且小于或等于第四能量阈值，第二束流大于或等于第三束流阈值且小于或等于第四束流阈值，去除掩膜版，等离子束发射器、基底、基体、掩膜版和粗刻斜齿光栅在刻蚀过程中保持固定，第一能量阈值大于第四能量阈值；第一束流阈值大于第四束流阈值，第一角度为等离子束与基底表面法向所成的角度，第一角度大于0°且小于90°。即本申请实施例先用较高能量和束流的等离子束进行刻蚀，以快速刻蚀出粗刻斜齿光栅，再用较低能量和束流的等离子束进行刻蚀，修饰光栅底部两侧，从而可以得到平直的底部，得到最终斜齿光栅，避免了过刻蚀或刻蚀量不够的问题，从而提高了产品的良率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了本申请实施例提供的异质斜齿光栅的制备方法的流程图；
图2示出了本申请实施例提供的一种用于制备异质斜齿光栅的依次层叠的基底、基体和掩膜版示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种异质斜齿光栅的结构的示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术中的描述，光栅也称衍射光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件。通过光栅能实现在特制的胶片上显现不同的特殊效果，在平面上展示栩栩如生的立体世界，电影般的流畅动画片段，匪夷所思的幻变效果等。
增强现实(Augmented Reality，AR)技术是近年来广受关注的科技领域，是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，即将显示器上的像素，通过一系列光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中，虚拟现实(Virtual Reality，VR)也是近年来广受关注的科技领域，与AR一样，它们的近眼显示系统都是将显示器上的像素,通过一系列光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中。不同之处在于，AR眼镜需要透视(see-through)，既要看到真实的外部世界,也要看到虚拟信息，所以成像系统不能挡在视线前方。这就需要多加一个或一组光学组合器(optical combiner),通过“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体，互相补充，互相“增强”。
光波导是应AR眼镜需求而生的一个比较有特色的光学组件，因它的轻薄与外界光线的高穿透特性而被认为是消费级AR眼镜的必选，其中，表面浮雕光栅波导(SurfaceRelief Grating)方案可以将AR镜片做的最薄。因此，AR眼镜想要具备普通眼镜的外观，真正走向消费市场，表面浮雕光栅方案是最佳选择。
表面浮雕光栅波导(Surface Relief Grating)中的斜齿光栅(Slanted Grating)由于具有较高的衍射效率，而需求量大大提升，出于成本、效益等方面因素考虑，当前大多数的斜齿光栅都是采用纳米压印工作模具进行大批量生产，压模复制的最大优点是使用同一块母光栅可以大批量生产出光栅参数相同的复制光栅，所以复制光栅的成本低。这就对模具的要求较高，需要侧壁和底部非常平直光滑。
目前斜齿光栅的选择通常是同质斜齿光栅与异质斜齿光栅两种，由于同质材料刻蚀过程中无停止层，很难对底部形貌进行控制，同质斜齿光栅的底部往往存在不同程度的弧形现象，影响衍射效率。相比同质，异质斜齿光栅利用两种刻蚀速率差距较大的材料组合，其中形成斜齿光栅的基体刻蚀速率快，而基底刻蚀速率很慢基本接近为0，所以当底部出现弧形结构时，继续增加时间就可以将弧形结构刻蚀的比较平整，并且基底的刻蚀速率很慢，基底基本不会刻蚀。
但在实际操作中发现两种刻蚀速率差距大且满足实际需求的材料组合很有限，无法满足大部分的实际需求，并且刻蚀过程使用高能量刻蚀控制难度大，易造成过刻蚀；低能量刻蚀效率太低，又易造成刻蚀量不够的问题，都制约了异质斜齿光栅的制作，导致产品良率较低。
为了解决以上技术问题，本申请实施例提供了一种异质斜齿光栅的制备方法和结构，该方法包括：提供依次层叠的基底、基体和掩膜版，基底和基体的材料不同，采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀基体得到粗刻斜齿光栅，第一能量大于或等于第一能量阈值且小于或等于第二能量阈值，第一束流大于或等于第一束流阈值且小于或等于第二束流阈值，采用等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅，第二能量大于或等于第三能量阈值且小于或等于第四能量阈值，第二束流大于或等于第三束流阈值且小于或等于第四束流阈值，去除掩膜版，等离子束发射器、基底、基体、掩膜版和粗刻斜齿光栅在刻蚀过程中保持固定，第一能量阈值大于第四能量阈值；第一束流阈值大于第四束流阈值，第一角度为等离子束与基底表面法向所成的角度，第一角度大于0°且小于90°。即本申请实施例先用较高能量和束流的等离子束进行刻蚀，以快速刻蚀出粗刻斜齿光栅，再用较低能量和束流的等离子束进行刻蚀，修饰光栅底部两侧，从而可以得到平直的底部，得到最终斜齿光栅，避免了过刻蚀或刻蚀量不够的问题，从而提高了产品的良率。
为了更好地理解本申请的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。
示例性方法
参见图1所示，该图为本申请实施例提供的一种异质斜齿光栅的制备方法的流程图，该方法包括：
S101：提供依次层叠的基底、基体和掩膜版。
参见图2所示，为本申请实施例提供的一种用于制备异质斜齿光栅的依次层叠的基底、基体和掩膜版的示意图，在本申请实施例中，由于制备的是异质斜齿光栅，因此基底201和基体202的材料不同，基底201的材料可以为刻蚀速率较慢基本接近为0的材料，基体202的材料可以为刻蚀速率较快的材料，从而可以将基底201近似作为刻蚀停止层。基底201的材料具体可以包括硅、碳化硅、石英或金属，基体202的材料具体可以包括非金属氧化物或光学介质。根据刻蚀需求的具体差异，可以实现基底201和基体202之间的不同组合，举例来说，本申请实施例中提供的基底201的材料可以为硅，基体202的材料可以为二氧化硅。
需要说明的是，基底201、基体202和掩膜版203之间的尺寸参数可以根据实际需求进行设定，本申请实施例在此不作具体限定，基底201和基体202之间可以多层叠加，本申请实施例在此不作具体限定，具体可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。
此外，由于为了形成斜齿光栅，需要对基体202进行刻蚀，因此本申请还包括在基体202上远离基底201的一侧设置的掩膜版203，掩膜版203的材料为刻蚀速率较慢基本接近为0的材料，以实现基体202对掩膜版203的高选择比，较大的选择比可以在保证刻蚀形貌的同时，获得理想的刻蚀深度。掩膜版203的材料具体可以包括光刻胶、金属或光学介质材料。举例来说，本申请实施例中提供的掩膜版203的材料可以为铬。根据需要制备的异质斜齿光栅的形状不同，可以采用不同形状的掩膜版203。
S102：采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在所述掩膜版的遮掩下刻蚀所述基体得到粗刻斜齿光栅。
在本申请实施例中，可以采用反应离子束刻蚀(Reaction ion beam etch，RIBE)的方法对斜齿光栅进行刻蚀，一般RIBE加工异质斜齿光栅的原理是利用基体与掩模高选择比来实现的，RIBE刻蚀时，离子束方向与待刻蚀样品法线之间的夹角固定不动，掩模刻蚀速率很慢基本接近为0，而基体的刻蚀速率很快，并且RIBE离子束又具有高的准直性，所以刻蚀一定的时间就会形成斜齿光栅。
为了得到反应离子束第一等离子束，可以将第一刻蚀气体通入放电腔室以得到第一等离子束，具体的，可以将第一刻蚀气体通入放电腔室中产生第一等离子体，第一等离子体经过光学栅网引出之后会形成具有一定能量和方向的第一等离子束。具体的，本申请实施例提供的刻蚀气体可以包括氟基气体、氯基气体和惰性气体中的至少一种，例如可以包括CHF3、CF4、SF6或CL2中的至少一种，还可以包括HBr等溴基气体。当刻蚀气体中包括两种以上的气体时，各种类刻蚀气体之间的比例可以由本领域技术人员根据实际情况进行调整。
本申请实施例提供的等离子束具有化学反应功能，也具有一定的物理轰击功能，等离子束与形成异质斜齿光栅的基体作用时会同时发生物理和化学反应，通过调整等离子束的能量(BMV，Beam Voltage)可以将物理作用降低，化学反应基本不变，由于我们选用的基底材料与RIBE使用的反应气体基本不发生化学反应，因此便大大增加基体与基底的选择比，有利于提高斜光栅底部的平直度。等离子束的束流(BMI，Beam current)可以表证单位时间和单位面积等离子束的多少，束流大，等离子多，束流小等离子少，通过调整束流可以控制对基体的反应速率，例如调小束流，速率降低，工艺窗孔增大；增大束流，刻蚀速率增加，增加效率等。
为了得到异质斜齿光栅，本申请实施例首先可以调整刻蚀过程中能量及束流等参数，将待加工样品传输至反应离子束刻蚀机，以待进行刻蚀，可以先用较大能量和束流的等离子束对待加工样品进行刻蚀，以尽快得到斜齿光栅的粗形貌，提高效率，再用较小能量和束流的等离子束对待加工样品进行刻蚀，以修待加工样品的底部参数，得到平直的底部。
具体的，可以采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在掩膜版203的遮掩下刻蚀基体202得到粗刻斜齿光栅。第一能量大于或等于第一能量阈值且小于或等于第二能量阈值，第一束流大于或等于第一束流阈值且小于或等于第二束流阈值，可以将第一能量阈值、第二能量阈值、第一束流阈值和第二束流阈值设置的较高，以提高效率，从而尽快的得到粗刻斜齿光栅。
具体的，第一能量阈值的大小可以为400V，第二能量阈值的大小可以为600V，第一束流阈值的大小可以为0.32A，第二束流阈值的大小可以为0.79A。第一角度为等离子体与基底201表面法向所成的角度，第一角度大于0°且小于90°。
举例来说，本申请实施例提供的掩膜版的厚度为96nm，掩膜版的特征尺寸(CD，Critical Dimension)为180nm，相邻两个掩膜版之间形成的沟槽pitch的尺寸为277nm，将包括基底201、基体202和掩膜版203的待加工样品移动至离子束刻蚀腔，基体202可以为SIO2，SIO2对掩模的选择比高(接近8)，第一等离子束可以为由CHF3经放电腔室的光学栅网后形成的等离子束，调整第一能量为400V，第一束流为0.32A，第一角度为35°，离子束反应腔室通入CHF3，放电启辉引出第一等离子束，打开挡板使第一等离子束作用于待加工样品，刻蚀待加工样品300s，以得到粗刻斜齿光栅。
在另一种可能的实施例中，掩膜版的厚度可以为96nm，第一束流可以为0.51A，刻蚀时间可以为130s。
S103：用所述等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在所述掩膜版的遮掩下刻蚀所述粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅。
S104：去除所述掩膜版。
为了得到反应离子束第二等离子束，可以将第二刻蚀气体通入放电腔室以得到第二等离子束，具体的，可以将第二刻蚀气体通入放电腔室中产生第二等离子体，第二等离子体经过光学栅网引出之后会形成具有一定能量和方向的第二等离子束，第二等离子体经光学栅网引出中和，与待刻蚀样品发生物理轰击和化学反应，从而达到加工粗刻斜齿光栅的目的。
具体的，可以采用等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在掩膜版203的遮掩下刻蚀粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅。第二能量大于或等于第三能量阈值且小于或等于第四能量阈值，第二束流大于或等于第三束流阈值且小于或等于第四束流阈值，可以将第三能量阈值、第四能量阈值、第三束流阈值和第四束流阈值设置的较低，即第一能量阈值大于第四能量阈值，第一束流阈值大于第四束流阈值，以修饰粗刻斜齿光栅的底部，得到平直的底部，以形成最终斜齿光栅。
最后，为了形成最终的异质斜齿光栅，可以将掩膜版203去除。
具体的，第三能量阈值的大小可以为75V，第四能量阈值的大小可以为200V，第三束流阈值的大小可以为0.12A，第四束流阈值的大小可以为0.26A。
举例来说，可以在上述S102得到的粗刻斜齿光栅的基础上继续进行刻蚀，调整BMV为200V，BMI为0.16A，打开挡板使第二等离子束作用于粗刻斜齿光栅，低功率的刻蚀900s，以最终得到倾斜角为55°/58°,高度为290nm(剩余掩膜高度45nm)，底部平直，周期为460nm的最终斜齿光栅。
在一种可能的实施例中，可以低功率的刻蚀1200s，得到倾斜角为55°/62°，高度315nm(剩余掩膜高度60nm)，周期468nm的最终斜齿光栅。
需要说明的是，上述等离子体发射器、基底201、基体202、掩膜版203和粗刻斜齿光栅在刻蚀过程中均保持固定，以便进行刻蚀，防止因移动而带来的刻蚀形状不规则等问题。
本申请实施例提供了一种异质斜齿光栅的制备方法，该方法包括：提供依次层叠的基底、基体和掩膜版，基底和基体的材料不同，采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀基体得到粗刻斜齿光栅，第一能量大于或等于第一能量阈值且小于或等于第二能量阈值，第一束流大于或等于第一束流阈值且小于或等于第二束流阈值，采用等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅，第二能量大于或等于第三能量阈值且小于或等于第四能量阈值，第二束流大于或等于第三束流阈值且小于或等于第四束流阈值，去除掩膜版，等离子束发射器、基底、基体、掩膜版和粗刻斜齿光栅在刻蚀过程中保持固定，第一能量阈值大于第四能量阈值；第一束流阈值大于第四束流阈值，第一角度为等离子束与基底表面法向所成的角度，第一角度大于0°且小于90°。即本申请实施例先用较高能量和束流的等离子束进行刻蚀，以快速刻蚀出粗刻斜齿光栅，再用较低能量和束流的等离子束进行刻蚀，修饰光栅底部两侧，从而可以得到平直的底部，得到最终斜齿光栅，避免了过刻蚀或刻蚀量不够的问题，从而提高了产品的良率。同时本申请实施例通过调整能量及束流参数可以降低对于基体对基底高选择比的要求，扩大材料的选择范围，丰富了产品种类，且通过调整能量及束流参数可以更为容易的得到底部完全水平的产品，提高了衍射效率，增加了产品竞争力。
示例性结构
参见图3所示，为本申请实施例提供的一种异质斜齿光栅结构的示意图，包括：
基底201和基体202；
所述基体202为斜齿光栅；
所述基底201和所述基体202的材料不同。
在一种可能的实现方式中，所述斜齿光栅的周期为460nm。
本申请实施例提供了一种异质斜齿光栅结构，得到该结构的方法包括：提供依次层叠的基底、基体和掩膜版，基底和基体的材料不同，采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀基体得到粗刻斜齿光栅，第一能量大于或等于第一能量阈值且小于或等于第二能量阈值，第一束流大于或等于第一束流阈值且小于或等于第二束流阈值，采用等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在掩膜版的遮掩下刻蚀粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅，第二能量大于或等于第三能量阈值且小于或等于第四能量阈值，第二束流大于或等于第三束流阈值且小于或等于第四束流阈值，去除掩膜版，等离子束发射器、基底、基体、掩膜版和粗刻斜齿光栅在刻蚀过程中保持固定，第一能量阈值大于第四能量阈值；第一束流阈值大于第四束流阈值，第一角度为等离子束与基底表面法向所成的角度，第一角度大于0°且小于90°。即本申请实施例先用较高能量和束流的等离子束进行刻蚀，以快速刻蚀出粗刻斜齿光栅，再用较低能量和束流的等离子束进行刻蚀，修饰光栅底部两侧，从而可以得到平直的底部，得到最终斜齿光栅，避免了过刻蚀或刻蚀量不够的问题，从而提高了产品的良率。同时本申请实施例通过调整能量及束流参数可以降低对于基体对基底高选择比的要求，扩大材料的选择范围，丰富了产品种类，且通过调整能量及束流参数可以更为容易的得到底部完全水平的产品，提高了衍射效率，增加了产品竞争力。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其，对于结构实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，虽然本申请已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种异质斜齿光栅的制备方法，其特征在于，包括：
提供依次层叠的基底、基体和掩膜版；所述基底和所述基体的材料不同；
采用等离子束发射器发射第一等离子束以第一能量和第一束流以第一角度在所述掩膜版的遮掩下刻蚀所述基体得到粗刻斜齿光栅；所述第一能量大于或等于第一能量阈值且小于或等于第二能量阈值；所述第一束流大于或等于第一束流阈值且小于或等于第二束流阈值；
采用所述等离子束发射器发射第二等离子束以第二能量和第二束流以第一角度在所述掩膜版的遮掩下刻蚀所述粗刻斜齿光栅得到最终斜齿光栅；所述第二能量大于或等于第三能量阈值且小于或等于第四能量阈值；所述第二束流大于或等于第三束流阈值且小于或等于第四束流阈值；
去除所述掩膜版；
所述等离子束发射器、所述基底、所述基体、所述掩膜版和所述粗刻斜齿光栅在刻蚀过程中保持固定；
所述第一能量阈值大于所述第四能量阈值；所述第一束流阈值大于所述第四束流阈值；所述第一角度为所述等离子束与所述基底表面法向所成的角度；所述第一角度大于0°且小于90°。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括通过以下步骤预先获得所述第一等离子束和所述第二等离子束：
将第一刻蚀气体通入放电腔室以得到所述第一等离子束；
将第二刻蚀气体通入放电腔室以得到所述第二等离子束。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述刻蚀气体包括：
氟基气体、氯基气体和惰性气体中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底的材料包括：
硅、碳化硅、石英或金属。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体的材料包括：
非金属氧化物或光学介质。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜版的材料包括：
光刻胶、金属或光学介质材料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量阈值为400V；所述第二能量阈值为600V；所述第三能量阈值为75V；所述第四能量阈值为200V。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一束流阈值为0.32A；所述第二束流阈值为0.79A；所述第三束流阈值为0.12A；所述第四束流阈值为0.26A。
9.一种异质斜齿光栅结构，其特征在于，包括：
基底和基体；
所述基体为斜齿光栅；
所述基底和所述基体的材料不同。
10.根据权利要求9所述的结构，其特征在于，所述斜齿光栅的周期为460nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111495781.2A CN116299809A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种异质斜齿光栅的制备方法和结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111495781.2A CN116299809A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种异质斜齿光栅的制备方法和结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116299809A true CN116299809A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=86800029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111495781.2A Pending CN116299809A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种异质斜齿光栅的制备方法和结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116299809A (zh) |
-
2021
- 2021-12-08 CN CN202111495781.2A patent/CN116299809A/zh active Pending
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