TWI831931B - 從晶圓轉移奈米結構至透明基板 - Google Patents

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Abstract

本揭示內容的實施例大體上係關於形成光學元件的方法，光學元件包含經配置在透明基板上的奈米結構。提供基板作為用於形成光學元件的底座。透明層經配置在基板的第一表面上，以及結構層經配置在透明表面上。氧化物層經配置在基板的與第一表面相反的第二表面上，以及在氧化物層中形成窗口或開口，以暴露出基板的第二表面的一部分。接著，在結構層中形成複數個奈米結構，以及移除基板的從窗口延伸至透明層的部分。然後，使透明層的一部分與基板分離以形成光學元件，透明層的該部分具有經配置在其上的奈米結構。

Description

從晶圓轉移奈米結構至透明基板
本揭示內容的實施例大體上係關於形成光學元件的方法，光學元件包含經配置在透明基板上的奈米結構。
光學系統可用以藉由在基板上所形成的光學元件結構的結構參數（例如，形狀、大小、取向）的空間變化來操縱光的傳播。光學元件提供空間變化的光學響應，可根據期望模製光學波前。這些光學元件藉由引起局部相位不連續性（即，在比光波長短的距離上相位突變）而改變光傳播。這樣的光學元件可以由基板上不同類型的材料、形狀、或構造所組成，並且可以基於不同的物理原理進行操作。
在可見光光譜及近紅外光光譜中的平坦光學元件通常需要具有經配置在透明基板上的奈米結構的透明基板。然而，處理用以形成光學元件的透明基板既複雜又昂貴。例如，透明基板大體上被認為是具有挑戰性的用於在其上形成奈米結構的底座基板或結構，因為經常需要具有不同材料、輪廓、及構造的奈米結構，以嘗試滿足用於光學元件的不同元件性能。很難在具有期望分佈成本效益的透明基板上形成奈米尺度結構，同時維持適合於預期的光學元件的最大光學性能及性質。
因此，所屬技術領域中需要形成光學元件的方法，光學元件包含經配置在透明基板上的奈米結構。
本揭示內容的實施例大體上係關於形成光學元件的方法，光學元件包含經配置在透明基板上的奈米結構。提供基板作為用於形成光學元件的底座。透明層經配置在基板的第一表面上，以及結構層經配置在透明表面上。氧化物層經配置在基板的與第一表面相反的第二表面上，以及在氧化物層中形成窗口或開口，以暴露出基板的第二表面的一部分。接著，在結構層中形成複數個奈米結構，以及移除基板的從窗口延伸至透明層的部分。然後，使透明層的一部分與基板分離以形成光學元件，透明層的該部分具有經配置在其上的奈米結構。
在一實施例中，一種形成光學元件的方法包含在基板的第一表面上沉積氧化物層，在氧化物層中形成開口，以暴露出基板的第一表面的一部分，在透明層上沉積結構層，該透明層經配置在基板的與第一表面相反的第二表面上，在結構層中形成複數個奈米結構，蝕刻基板的從氧化物層中的開口延伸至透明層的一部分，以及使透明層的一部分與基板分離以形成光學元件，透明層的該部分具有經配置在其上的複數個奈米結構。
在另一實施例中，一種形成光學元件的方法包含提供絕緣體上矽基板（silicon on insulator substrate）作為底座，絕緣體上矽基板包含含矽基板、透明層、及含矽層，透明層經配置在含矽基板的第一表面上，含矽層經配置在透明層上，在含矽基板的與第一表面相反的第二表面上沉積氧化物層，在氧化物層中形成開口，以暴露出含矽基板的第二表面的一部分，在含矽層中形成複數個奈米結構，蝕刻含矽基板的從氧化物層中的開口延伸至透明層的一部分，以及使透明層的一部分與含矽基板分離以形成光學元件，透明層的該部分具有經配置在其上的複數個奈米結構。
在又一實施例中，一種形成光學元件的方法包含提供基板作為底座，基板包含矽，在基板的第一表面上沉積氧化物層，在氧化物層中形成開口，以暴露出基板的第一表面的一部分，在基板的第二表面上沉積透明層，第二表面與第一表面相反，在透明層上沉積結構層，結構層包含具有大於約1.8的折射率以及小於約0.001的吸收係數的材料，在結構層中形成複數個奈米結構，蝕刻基板的從氧化物層中的開口延伸至透明層的部分，以及使透明層的一部分與基板分離以形成光學元件，透明層的該部分具有經配置在其上的複數個奈米結構。
本揭示內容的實施例大體上係關於形成光學元件的方法，光學元件包含經配置在透明基板上的奈米結構。提供基板作為用於形成光學元件的底座。透明層經配置在基板的第一表面上，以及結構層經配置在透明表面上。氧化物層經配置在基板的與第一表面相反的第二表面上，以及在氧化物層中形成窗口或開口，以暴露出基板的第二表面的一部分。接著，在結構層中形成複數個奈米結構，以及移除基板的從窗口延伸至透明層的部分。然後，使透明層的一部分與基板分離以形成光學元件，透明層的該部分具有經配置在其上的奈米結構。
第1圖圖示形成如第2A～2G圖中所示的光學元件200的方法100的流程圖。在操作110中，如第2A圖中所示，提供基板202或晶圓作為用於在其上形成光學元件或奈米元件的底座。基板202可包含矽。
在操作120中，如第2B圖中所示，在基板202的第一表面214（例如，背側）上沉積氧化物層204，以及在氧化物層204中形成開口212或窗口，以暴露出第一表面214的一部分以跨越基板202的厚度224。可以藉由在基板202的第一表面214上沉積氧化物層204以及蝕刻氧化物層204的一部分而形成開口212，以暴露出基板202的第一表面214在開口212內的一部分。可以使用任何合適的方法或製程沉積氧化物層204，且氧化物層204可以包含任何合適的含有氧化物的材料，諸如二氧化矽。形成為與奈米元件或光學元件200對齊的開口212（第2G圖中所示的），光學元件200經形成在基板202的與第一表面214相反的第二表面216（例如，頂側）上。開口212的寬度238可以界定光學元件200的寬度。為了在形成開口212的同時保護第二表面216，可以在將氧化物層204沉積在第一表面214上之前，將保護層（未圖示，諸如氮化物層）沉積在第二表面216上。一旦形成開口212，則接著可以移除保護層。
在操作130中，如第2C圖中所示，在基板202的第二表面216上沉積透明層206。在一個實施例中，透明層206包含氧化物材料，諸如二氧化矽。可以使用液體材料澆鑄製程（liquid material pour casting process）、旋轉塗覆製程、液體噴塗製程、乾粉塗覆製程、網版印刷製程、刮刀製程（doctor blading process）、物理氣相沉積（PVD）製程、化學氣相沉積（CVD）製程、電漿增強化學氣相沉積（PECVD）製程、流動式CVD（FCVD）製程、或原子層沉積（ALD）製程在第二表面216上沉積透明層206。
透明層206的材料可經選擇以透射適量的期望波長或波長範圍的光，諸如一或更多個在紅外光區域至UV區域中的波長（即，從約700 nm至約2500 nm）。在不限制的情況下，在一些實施例中，透明層206經配置使得透明層206透射大於或等於約50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%至UV區域的光譜。如果透明層206可以適當地透射期望的波長或波長範圍內的光並且可以充當用於光學元件的適當支撐物，則透明層206可以由任何合適的材料所形成。在可與本文中描述的其它實施例結合的一些實施例中，與（在操作140中所描述以及在第2D圖中所示的）結構層208的折射率相比，透明層206的材料具有相對較低的折射率。透明層206可以包含任何合適的材料，包括但不限於非晶介電質、結晶介電質、氧化矽、聚合物及上述之組合。在可與本文中描述的其它實施例結合的一個實施例中，透明層206具有小於0.001的吸收係數。合適的實例可以包括氧化物、硫化物、磷化物、碲化物或其上述之組合。
在操作140中，如第2D圖中所示，在透明層206上沉積結構層208。結構層208可包含任何合適的具有大於約1.8的折射率以及小於約0.001的吸收係數的材料。結構層208可以包含一材料，該材料選自由二氧化鈦（TiO2 ）、磷化鎵（GaP）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、二氧化錫（SnO2 ）、鋁摻雜氧化鋅（AZO）、結晶矽（c-Si）、氮化矽（Si3 N4 ）、氟摻雜氧化錫（FTO）、錫酸鎘（錫氧化物）（CTO）、及錫酸鋅（錫氧化物）（SnZnO3 ）所組成的群組。可以使用液體材料澆鑄製程、旋轉塗覆製程、液體噴塗製程、乾粉塗覆製程、網版印刷製程、刮刀製程、PVD製程、CVD製程、PECVD製程、FCVD製程、或ALD製程在透明層206上沉積結構層208。
在操作150中，如第2E圖中所示，在結構層208中形成複數個奈米結構210。藉由圖案化結構層208以移除結構層208的多個部分230而形成多個奈米結構210，其中每個奈米結構210藉由結構層208的經移除的部分230與相鄰的奈米結構210間隔。在一個實施例中，藉由用奈米壓印模仁（nanoimprint stamp）壓印結構層208形成多個奈米結構210。在另一個實施例中，透過微影術製程或蝕刻製程（諸如乾式蝕刻製程、離子佈植、離子蝕刻、反應性離子蝕刻（RIE）、定向RIE（directional RIE）、微噴砂、噴水切割、雷射蝕刻、及選擇性的濕式化學蝕刻）形成多個奈米結構210。
多個奈米結構210中的一者或更多者可具有等於結構層208的厚度228的高度。在可與本文中描述的其它實施例結合的一個實施例中，多個奈米結構210可具有相同的尺寸（諸如高度以及寬度）。在可與本文中描述的其它實施例結合的另一個實施例中，多個奈米結構210中的至少一者可具有至少一個與額外的奈米結構210的尺寸不同的尺寸（諸如高度以及寬度中的一者）。在一個實例中，多個奈米結構210的尺寸中的每一者具有小於約2000 nm的尺寸，例如，小於約500 nm、小於約400 nm、小於約200 nm或甚至小於約40 nm。
雖然圖示出四個奈米結構210，但是根據需要可以在結構層208中形成任意數量的奈米結構210，並且不意欲限制所包括的奈米結構210的數量。在形成多個奈米結構210之後，可以將結構層208的多餘的結構材料218配置在多個奈米結構210的任一側上。
在操作160中，如第2F圖中所示，通過開口212移除基板202的一部分220，該部分220從開口212延伸至透明層206。該部分220進一步具有與開口212相同的寬度238。可以透過乾式蝕刻製程移除基板202的該部分220。可以使用包含二氟化氙的蝕刻劑蝕刻基板202。與二氧化矽相比，用以移除基板202的該部分220的蝕刻劑對蝕刻矽可具有高選擇性，讓包含二氧化矽的透明層206有蝕刻終止作用。因此，基板202的經移除的部分220延伸至透明層206，因為透明層206有用於蝕刻製程的蝕刻終止作用。
在操作170中，如第2G圖中所示，使光學元件200或奈米元件與基板202分離。進一步使光學元件200與任何多餘的結構材料218分離。可以藉由（諸如用刀刃或雷射）沿著第2F圖的線222切割而分離出光學元件200。線222與開口212及基板202的經移除的部分220對齊。換言之，線222經配置成彼此相距等於開口212的寬度238的距離。因此，經配置在線222之間的透明層206與多個奈米結構210的部分形成光學元件200。所得的光學元件200是平坦的並且包含經配置在透明層206上的複數個奈米結構210，該等奈米結構210由具有高折射率及低吸收係數的材料組成。
第3圖圖示另一種形成如第4A～4F圖中所示的光學元件400的方法300的流程圖。在操作310中，如第4A圖中所示，提供具有透明層406的基板402或晶圓作為用於在其上形成奈米元件的底座，透明層406經配置在基板402或晶圓上。可以將具有經配置在基板402上的透明層406的基板402製造為單一單元。基板402可包含矽。透明層406可包含氧化物材料，諸如二氧化矽。透明層406可以是第2A～2G圖的透明層206。
在操作320中，如第4B圖中所示，在基板402的第一表面414（例如，背側）上沉積氧化物層404，以及在氧化物層404中形成開口412或窗口，以暴露出第一表面414的一部分以跨越基板402的厚度424。基板402的第一表面414經配置成與透明層406相反。可以藉由在基板402的第一表面414上沉積氧化物層404以及蝕刻氧化物層404的一部分而形成開口412，以暴露出基板402的第一表面414在開口412內的一部分。可以使用任何合適的方法或製程沉積氧化物層404，且氧化物層404可以包含任何合適的含有氧化物的材料，諸如二氧化矽。形成為與奈米元件或光學元件400對齊的開口412（第4F圖中所示的），光學元件400經形成在基板402的第二表面416上。開口412的寬度438可以界定光學元件400的寬度。為了在形成開口412的同時保護第二表面416，可以在將氧化物層404沉積在第一表面414上之前，將保護層（未圖示，諸如氮化物層）沉積在第二表面416上。一旦形成開口412，則接著可以移除保護層。
在操作330中，如第4C圖中所示，在透明層406上沉積結構層408。結構層408可由任何合適的具有大於約1.8的折射率以及小於約0.001的吸收係數的材料所組成。結構層408可以包含一材料，該材料選自由二氧化鈦（TiO2 ）、磷化鎵（GaP）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、二氧化錫（SnO2 ）、鋁摻雜氧化鋅（AZO）、結晶矽（Si）、氮化矽（Si3 N4 ）、氟摻雜氧化錫（FTO）、錫酸鎘（錫氧化物）（CTO）、及錫酸鋅（錫氧化物）（SnZnO3 ）所組成的群組。可以使用液體材料澆鑄製程、旋轉塗覆製程、液體噴塗製程、乾粉塗覆製程、網版印刷製程、刮刀製程、PVD製程、CVD製程、PECVD製程、FCVD製程、或ALD製程在透明層406上沉積結構層408。
在操作340中，如第4D圖中所示，在結構層408中形成複數個奈米結構410。藉由圖案化結構層408以移除結構層408的多個部分430而形成多個奈米結構410，其中每個奈米結構410藉由結構層408的經移除的部分430與相鄰的奈米結構410間隔。在一個實施例中，藉由用奈米壓印模仁壓印結構層408形成多個奈米結構410。在另一個實施例中，透過微影術製程或蝕刻製程（諸如乾式蝕刻製程、離子佈植、離子蝕刻、RIE、定向RIE、微噴砂、噴水切割、雷射蝕刻、及選擇性的濕式化學蝕刻）形成多個奈米結構410。
多個奈米結構410中的一者或更多者可具有等於結構層408的厚度428的高度。在可與本文中描述的其它實施例結合的一個實施例中，多個奈米結構410可具有相同的尺寸（諸如高度以及寬度）。在可與本文中描述的其它實施例結合的另一個實施例中，多個奈米結構410中的至少一者可具有至少一個與額外的奈米結構410的尺寸不同的尺寸（諸如高度以及寬度中的一者）。在一個實例中，多個奈米結構410的尺寸中的每一者具有小於約2000 nm的尺寸，例如，小於約500 nm、小於約400 nm、小於約200 nm或甚至小於約40 nm。
雖然圖示出四個奈米結構410，但是根據需要可以在結構層408中形成任意數量的奈米結構410，並且不意欲限制所包括的奈米結構410的數量。在形成多個奈米結構410之後，可以將結構層408的多餘的結構材料418配置在多個奈米結構410的任一側上。
在操作350中，如第4E圖中所示，通過開口412移除基板402的一部分420，該部分420從開口412延伸至透明層406。該部分420進一步具有與開口412相同的寬度438。可以透過乾式蝕刻製程移除基板402的該部分420。可以使用包含二氟化氙的蝕刻劑蝕刻基板402。與二氧化矽相比，用以移除基板402的該部分420的蝕刻劑對蝕刻矽可具有高選擇性，讓包含二氧化矽的透明層406有蝕刻終止作用。因此，基板402的經移除的部分420延伸至透明層406，因為透明層406有用於蝕刻製程的蝕刻終止作用。
在操作360中，如第4F圖中所示，使光學元件400或奈米元件與基板402分離。進一步使光學元件400與任何多餘的結構材料418分離。可以藉由（諸如用刀刃或雷射）沿著第4E圖的線422切割而分離出光學元件400。線422與開口412及基板402的經移除的部分420對齊。換言之，線422經配置成彼此相距等於開口412的寬度438的距離。因此，經配置在線422之間的透明層406與多個奈米結構410的部分形成光學元件400。所得的光學元件400是平坦的並且包含經配置在透明層406上的複數個奈米結構410，該等奈米結構410由具有高折射率及低吸收係數的材料組成。
第5圖圖示又一種形成如第6A～6E圖中所示的光學元件600的方法500的流程圖。在操作510中，如第6A圖中所示，提供絕緣體上矽基板（SOI substrate）650作為用於在其上形成奈米元件的底座。SOI基板650包含含矽基板602或晶圓、透明層606、及含矽層632，透明層606經配置在含矽基板602的第一表面616上，含矽層632經配置在透明層606上。可以將SOI基板650製造為單一單元。透明層606可包含氧化物材料，諸如二氧化矽。透明層606可以是第2A～2G圖的透明層206。含矽層632可包含結晶矽、氮化矽（Si3 N4 ）、或非晶矽（a-Si）。
在操作520中，如第6B圖中所示，在含矽基板602的第二表面614（例如，背側）上沉積氧化物層604，以及在氧化物層604中形成開口612或窗口以暴露出第二表面614。含矽基板602的第二表面614與第一表面616相反。可以藉由在含矽基板602的第二表面614上沉積氧化物層604以及蝕刻氧化物層604的一部分而形成開口612，以暴露出含矽基板602的第二表面614在開口612內的一部分。可以使用任何合適的方法或製程沉積氧化物層604，且氧化物層604可以包含任何合適的含有氧化物的材料，諸如二氧化矽。形成為與奈米元件或光學元件600對齊的開口612（第6E圖中所示的），光學元件600經形成在基板602的第一表面616上。開口612的寬度638可以界定光學元件600的寬度。為了在形成開口612的同時保護第一表面616，可以在將氧化物層604沉積在第二表面614上之前，將保護層（未圖示，諸如氮化物層）沉積在第一表面616上。一旦形成開口612，則接著可以移除保護層。
在操作530中，如第6C圖中所示，在含矽層632中形成複數個奈米結構610。藉由圖案化含矽層632以移除含矽層632的多個部分630而形成多個奈米結構610，其中每個奈米結構610藉由含矽層632的經移除的部分630與相鄰的奈米結構610間隔。在一個實施例中，藉由用奈米壓印模仁壓印含矽層632形成多個奈米結構610。在另一個實施例中，透過微影術製程或蝕刻製程（諸如乾式蝕刻製程、離子佈植、離子蝕刻、RIE、定向RIE、微噴砂、噴水切割、雷射蝕刻、及選擇性的濕式化學蝕刻）形成多個奈米結構610。在一些實施例中，由矽或含矽材料所形成的奈米結構可以期望諸如用於近紅外光元件或者用於紅色波長及超過紅色波長的波長（即，約850 nm至約940 nm）。
多個奈米結構610中的一者或更多者可具有等於含矽層632的厚度628的高度。在可與本文中描述的其它實施例結合的一個實施例中，多個奈米結構610可具有相同的尺寸（諸如高度以及寬度）。在可與本文中描述的其它實施例結合的另一個實施例中，多個奈米結構610中的至少一者可具有至少一個與額外的奈米結構610的尺寸不同的尺寸（諸如高度以及寬度中的一者）。在一個實例中，多個奈米結構610的尺寸中的每一者具有小於約2000 nm的尺寸，例如，小於約500 nm、小於約400 nm、小於約200 nm或甚至小於約40 nm。
雖然圖示出四個奈米結構610，但是根據需要可以在含矽層632中形成任意數量的奈米結構610，並且不意欲限制所包括的奈米結構610的數量。在形成多個奈米結構610之後，可以將含矽層632的多餘的材料634配置在多個奈米結構610的任一側上。
在操作540中，如第6D圖中所示，通過開口612移除含矽基板602的一部分620，該部分620從開口612延伸至透明層606以跨越基板602的厚度624。該部分620進一步具有與開口612相同的寬度638。可以透過乾式蝕刻製程移除含矽基板602的該部分620。可以使用包含二氟化氙的蝕刻劑蝕刻含矽基板602。與二氧化矽相比，用以移除含矽基板602的該部分620的蝕刻劑對蝕刻矽可具有高選擇性，讓包含二氧化矽的透明層606有蝕刻終止作用。因此，含矽基板602的經移除的部分620延伸至透明層606，因為透明層606有用於蝕刻製程的蝕刻終止作用。
在操作550中，如第6E圖中所示，使光學元件600或奈米元件與含矽基板602分離。進一步使光學元件600與任何多餘的材料634分離。可以藉由（諸如用刀刃或雷射）沿著第6D圖的線622切割而分離出光學元件600。線622與開口612及基板602的經移除的部分620對齊。換言之，線622經配置成彼此相距等於開口612的寬度638的距離。因此，經配置在線622之間的透明層606與多個奈米結構610的部分形成光學元件600。所得的光學元件600是平坦的並且包含經配置在透明層606上的複數個奈米結構610。
上述方法使得能夠在經配置於底座基板上的透明層上形成多個奈米結構，而不是僅在透明基板上形成多個奈米結構。接著，移除底座基板，以形成包含經配置在透明層上的複數個奈米結構的光學元件。由於處理透明基板或層可能既昂貴又困難，上述方法允許以簡單且成本有效的方式形成光學元件。此外，上述方法形成在可見光波長及近紅外光波長中的平坦光學元件，該平坦光學元件包含經配置在透明層上的多個奈米結構，多個奈米結構由具有高折射率及低吸收係數的材料組成。
雖然前述涉及本揭示內容的實例，但在不脫離本揭示內容的基本範圍下，可設計本揭示內容的其它及進一步的實例，且本揭示內容的範圍由以下申請專利範圍所決定。
100:方法 110:操作 120:操作 130:操作 140:操作 150:操作 160:操作 170:操作 200:光學元件 202:基板 204:氧化物層 206:透明層 208:結構層 210:奈米結構 212:開口 214:第一表面 216:第二表面 218:多餘的結構材料 220:部分 222:線 224:厚度 228:厚度 230:部分/多個部分 238:寬度 300:方法 310:操作 320:操作 330:操作 340:操作 350:操作 360:操作 400:光學元件 402:基板 404:氧化物層 406:透明層 408:結構層 410:奈米結構 412:開口 414:第一表面 416:第二表面 418:多餘的結構材料 420:部分 422:線 424:厚度 428:厚度 430:部分/多個部分 438:寬度 500:方法 510:操作 520:操作 530:操作 540:操作 550:操作 600:光學元件 602:含矽基板/基板 604:氧化物層 606:透明層 610:奈米結構 612:開口 614:第二表面 616:第一表面 620:部分 622:線 624:厚度 628:厚度 630:部分/多個部分 632:含矽層 634:多餘的材料 638:寬度 650:絕緣體上矽基板/SOI基板
藉由參考實施例（一些實施例圖示於隨附圖式中），可獲得於上文中簡要概述的揭示內容的更具體描述，而能夠詳細理解本揭示內容的上述特徵。然而，應注意，隨附圖式僅圖示出示例性實施例，且因此此等圖式不欲視為本揭示內容範圍的限制，且可允許其它同等有效的實施例。
第1圖根據一個實施例圖示形成光學元件的方法流程圖。
第2A～2G圖圖示根據第1圖的方法所形成的光學元件的示意性剖面圖。
第3圖圖示根據另一個實施例的形成光學元件的方法流程圖。
第4A～4F圖圖示根據第3圖的方法所形成的光學元件的示意性剖面圖。
第5圖根據又一個實施例圖示形成光學元件的方法流程圖。
第6A～6E圖圖示根據第5圖的方法所形成的光學元件的示意性剖面圖。
為了理解方便，已儘可能使用相同的元件符號來標記該等附圖中共有的相同元件。考慮到一個實施例的元件及特徵可有利地併入另一個實施例中而無進一步陳述。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
202:基板
204:氧化物層
206:透明層
210:奈米結構
212:開口
218:多餘的結構材料
220:部分
222:線
238:寬度

Claims (20)

  1. 一種形成一光學元件之方法，包含以下步驟：在一基板的一第一表面上沉積一氧化物層；在該氧化物層中形成一開口，以暴露出該基板的該第一表面的一部分；在一透明層上沉積一結構層，該透明層經配置在該基板的與該第一表面相反的一第二表面上；在該結構層中形成在該氧化物層中的該開口上方的複數個奈米結構；蝕刻該基板的從該氧化物層中的該開口延伸至該透明層的一部分；以及使該透明層的一部分與該基板分離以形成一光學元件，該透明層的該部分具有經配置在其上的該等複數個奈米結構，該透明層的分離部分與該氧化物層中的該開口對齊。
  2. 如請求項1所述之方法，其中在沉積該結構層之前，將該透明層沉積在該基板的該第二表面上。
  3. 如請求項1所述之方法，進一步包含在沉積該氧化物層之前，提供具有該透明層的該基板作為一底座，該透明層經配置在該第二表面上。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該結構層包含一材料，該材料具有大於約1.8的一折射率以及小於約0.001的一吸收係數。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該結構層包含一材料，該材料選自由二氧化鈦、磷化鎵、氮化鎵、氧化鋅、二氧化錫、鋁摻雜氧化鋅、結晶矽以及氮化矽所組成的群組。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該基板包含矽。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該透明層包含一氧化物材料。
  8. 如請求項1所述之方法，其中使用一蝕刻劑蝕刻該基板的從該氧化物層中的該開口延伸至該透明層的該部分，該蝕刻劑包含二氟化氙。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該基板包含矽，該透明層包含二氧化矽，以及使用一蝕刻劑蝕刻該基板的從該氧化物層中的該開口延伸至該透明層的該部分，與二氧化矽相比，該蝕刻劑對蝕刻矽具有一高選擇性。
  10. 如請求項1所述之方法，其中使用一奈米壓印模仁或一微影術製程形成該等複數個奈米結構。
  11. 一種形成一光學元件之方法，包含以下步驟：提供一絕緣體上矽基板作為一底座，該絕緣體上矽基板包含一含矽基板、一透明層、及一含矽層，該透明層經配置在該含矽基板的一第一表面上，該含矽層經配置在該透明層上；在該含矽基板的與該第一表面相反的一第二表面上沉 積一氧化物層；在該氧化物層中形成一開口，以暴露出該含矽基板的該第二表面的一部分；在該含矽層中形成在該氧化物層中的該開口上方的複數個奈米結構；蝕刻該含矽基板的從該氧化物層中的該開口延伸至該透明層的一部分；以及使該透明層的一部分與該含矽基板分離以形成一光學元件，該透明層的該部分具有經配置在其上的該等複數個奈米結構，該透明層的分離部分與該氧化物層中的該開口對齊。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該透明層包含一氧化物材料。
  13. 如請求項11所述之方法，其中使用一蝕刻劑蝕刻該含矽基板的從該氧化物層中的該開口延伸至該透明層的該部分，該蝕刻劑包含二氟化氙。
  14. 如請求項11所述之方法，其中該含矽基板包含矽，該透明層包含二氧化矽，以及使用一蝕刻劑蝕刻該含矽基板的從該氧化物層中的該開口延伸至該透明層的該部分，與二氧化矽相比，該蝕刻劑對蝕刻矽具有一高選擇性。
  15. 如請求項11所述之方法，其中使用一奈米壓印模仁或一微影術製程形成該等複數個奈米結構。
  16. 如請求項11所述之方法，其中該含矽層選 自由結晶矽、氮化矽以及非晶矽所組成的群組。
  17. 一種形成一光學元件之方法，包含以下步驟：提供一基板作為一底座，該基板包含矽；在該基板的一第一表面上沉積一氧化物層；在該氧化物層中形成一開口，以暴露出該基板的該第一表面的一部分；在該基板的一第二表面上沉積一透明層，該第二表面與該第一表面相反；在該透明層上沉積一結構層，該結構層包含一材料，該材料具有大於約1.8的一折射率以及小於約0.001的一吸收係數；在該結構層中形成在該氧化物層中的該開口上方的複數個奈米結構；蝕刻該基板的從該氧化物層中的該開口延伸至該透明層的該部分；以及使該透明層的一部分與該基板分離以形成一光學元件，該透明層的該部分具有經配置在其上的該等複數個奈米結構，該透明層的分離部分與該氧化物層中的該開口對齊。
  18. 如請求項17所述之方法，其中該結構層包含一材料，該材料選自由二氧化鈦、磷化鎵、氮化鎵、氧化鋅、二氧化錫、鋁摻雜氧化鋅、結晶矽以及氮化矽所組成的群組。
  19. 如請求項17所述之方法，其中該透明層包含一氧化物材料。
  20. 如請求項17所述之方法，其中使用一蝕刻劑蝕刻該基板的從該氧化物層中的該開口延伸至該透明層的該部分，該蝕刻劑包含二氟化氙。
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