一种微透镜制备方法及微透镜结构与流程

本发明涉及一种微透镜制备方法及微透镜结构，属于微光学半导体芯片制造。

背景技术：

1、微透镜可以指尺寸介于一微米至数百微米之间的微型透镜。微透镜按照一定顺序组成的阵列可以称为微透镜阵列。作为一种常用的光学器件，微透镜(阵列)可实现对光源的聚焦、准直等功能，在半导体光电领域有着重要而广泛的应用。

2、目前很多微透镜都带有台阶，即槽中产品，台阶可以有效保护芯片，起到支撑作用。现有的制备台阶的工艺中，一种是使用光刻胶对台阶进行掩膜，但由于光刻胶的刻蚀保形性不好，很难做到台阶垂直，从而影响后续工艺。还有一种是先做台阶金属掩膜，但该种工艺，容易出现匀胶不均匀的现象，使得形成的胶柱高度不同，降低透镜的均匀性，进而极大的影响产品的良率，造成资源浪费和增加生产成本。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种微透镜制备方法及微透镜结构。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明提供一种微透镜制备方法，包括以下步骤：

4、s1、在基材的表面的第一区域形成具有指定图形结构的第一光刻胶层；

5、s2、在所述基材的表面形成保护层，所述保护层叠加所述第一光刻胶层形成保护结构；

6、s3、在所述基材的表面的第三区域形成金属层，所述基材的表面的第二区域处于暴露状态，所述第二区域环绕所述第一区域，所述第三区域环绕所述第二区域；

7、s4、同步对表面覆盖有所述保护结构和所述金属层的基材进行刻蚀，直至在所述基材的表面的第一区域形成所述指定图形结构，在所述基材的表面的第二区域形成槽状结构。

8、优选的，所述保护层的材料包括氮化硅、氧化硅中的一种或组合。

9、优选的，所述保护层的厚度为100-200nm。

10、优选的，所述步骤s3包括：

11、s31、在所述基材的表面的第一区域和第二区域形成第二光刻胶层，所述第二光刻胶层覆盖部分所述保护层和所述第一光刻胶层；

12、s32、在所述基材的表面形成所述金属层，部分所述金属层覆盖所述第二光刻胶层；

13、s32、除去所述第二光刻胶层，并将覆盖所述第二光刻胶层的部分所述金属层去除，使得所述金属层只形成在所述基材的表面的第三区域上。

14、优选的，所述金属层的材料包括al、zn、mo、w、ta中的一种或几种。

15、优选的，所述金属层的厚度为0.5-5μm。

16、优选的，通过电子束蒸发，溅射工艺中任一种方式沉积所述金属层。

17、优选的，采用等离子体干法对所述基材和所述光刻胶球状结构进行刻蚀。

18、优选的，所述刻蚀选择比为1∶10-20。

19、本发明还提供一种微透镜结构，由上述任一项所述的微透镜制备方法制得。

20、优选的，该微透镜结构包括基底、台阶结构和微透镜，所述台阶结构为形成在所述基底上的槽状结构，所述微透镜为所述指定图形结构，且处于所述台阶结构的底壁，所述台阶结构的侧壁和底壁相垂直，且所述台阶结构的侧壁高度高于所述微透镜的高度。

21、优选的，所述台阶结构为圆形槽状结构，且所述台阶结构的直径大于所述微透镜的平面的直径。

22、优选的，所述基底上设有多个台阶结构和与所述台阶结构数量相应的多个微透镜，多个所述台阶结构呈规则的分布在所述基底上。

23、优选的，所述基底和所述微透镜的材料为硅或石英。

24、与现有技术相比，本发明的优点包括：

25、本发明通过先在基材上制备出带有球面结构的微透镜产品，再制备支撑微透镜的台阶结构，有效的避免了匀胶不均匀的情况，提高所制备的微透镜的均匀性，进一步提高产品的良率，作简单，工艺简单，适合大批量生产。

技术特征：

1.一种微透镜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种微透镜制备方法，其特征在于：所述保护层的材料包括氮化硅、氧化硅的一种或组合；

3.根据权利要求1所述一种微透镜制备方法，其特征在于：所述步骤s3包括：

4.根据权利要求3所述一种微透镜制备方法，其特征在于：所述金属层的材料包括a1、zn、mo、w、ta中的一种或几种；

5.根据权利要求4所述一种微透镜制备方法，其特征在于：通过电子束蒸发，溅射工艺中任一种方式沉积所述金属层。

6.根据权利要求1所述一种微透镜制备方法，其特征在于：采用等离子体干法对所述基材和所述光刻胶球状结构进行刻蚀；

7.一种微透镜结构，其特征在于：由权利要求1-6任一项所述微透镜制备方法制得。

8.根据权利要求7所述一种微透镜结构，其特征在于，包括：基底、台阶结构和微透镜，所述台阶结构为形成在所述基底上的槽状结构，所述微透镜为所述指定图形结构，且处于所述台阶结构的底壁，所述台阶结构的侧壁和底壁相垂直，且所述台阶结构的侧壁高度高于所述微透镜的高度；

9.根据权利要求8所述一种微透镜结构，其特征在于：所述基底上设有多个台阶结构和与所述台阶结构数量相应的多个微透镜，多个所述台阶结构呈规则的分布在所述基底上。

10.根据权利要求7所述一种微透镜结构，其特征在于：所述基底和所述微透镜的材料为硅或石英。

技术总结
本发明公开了一种微透镜制备方法及微透镜结构。该微透镜制备方法包括，S1、在基材的表面的第一区域形成具有指定图形结构的第一光刻胶层；S2、在基材的表面形成保护层，保护层叠加第一光刻胶层形成保护结构；S3、在基材的表面的第三区域形成金属层，第二区域处于暴露状态，第二区域环绕第一区域，第三区域环绕第二区域；S4、同步对表面覆盖有保护结构和金属层的基材进行刻蚀，直至在基材的表面的第一区域形成指定图形结构，在第二区域形成槽状结构。本发明通过先在基材上制备光刻胶球状结构，再制备支撑微透镜的台阶结构，避免了现有工艺先做台阶结构，再制作胶球透镜中匀胶不均匀的情况，提高了制备的微透镜的均匀性及产品的良率。

技术研发人员：朱斌青,董鹏展,李铜铜,卢建娅
受保护的技术使用者：苏州苏纳光电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29