[发明专利]一种顶角90°三角形槽阶梯光栅的制作方法

摘要

一种顶角90°三角形槽阶梯光栅的制作方法，由硅光栅结构(1)、光刻胶(3)与金属膜(4)组成；所制作的光栅槽型是顶角等于90°的三角形，可以获得比顶角不是90°的阶梯光栅更高的衍射效率；光栅结构在斜切的单晶硅片中产生，光栅闪耀角度由切割硅片时切偏角决定，可以实现任意闪耀角光栅制作；90°顶角通过在非直角顶角硅光栅槽中填充光刻胶，并再次进行光刻产生，可将以往非90°顶角的硅光栅转变成90°顶角的三角形槽光栅，所制作的光栅结构，光栅闪耀面是光滑的单晶硅<111>晶格面，能有效降低散射，提高光栅衍射效率。根据使用波段在光栅表面可选择镀制不同种类反射膜层，实现光栅在宽波段均具有高衍射效率。

主权项

一种顶角90°三角形槽阶梯光栅的制作方法，其特征在于步骤如下：第1步、准备斜切的单晶硅片；第2步、在所述斜切单晶硅片上镀制20‑100nm氮化硅(SiN_x)膜；第3步、在所述氮化硅膜上涂100‑1000nm厚度的光刻胶层，所述光刻胶层的厚度大于氮化硅(SiN_x)膜层的厚度；第4步、在所述涂布光刻胶层的硅片上，采用有预定周期光栅图形的掩模版，通过曝光、显影等光刻工艺步骤，在所述光刻胶层内得到光刻胶光栅图形；第5步、以所述光刻胶光栅图形为掩模，刻蚀氮化硅膜层，将光刻胶光栅图形转移成氮化硅光栅图形；第6步、以所述氮化硅光栅图形为掩模，使用氢氧化钾溶液(KOH)或TMAH碱性溶液，各向异性刻蚀硅，形成顶端有剩余氮化硅覆盖的硅光栅结构；第7步、将所述顶端有剩余氮化硅覆盖的硅光栅结构放入氢氟酸(HF)溶液中，去除剩余氮化硅，获得硅光栅结构；第8步、在所述硅光栅结构上，涂光刻胶，填充光栅沟槽，获得槽内填满光刻胶的硅光栅结构；第9步、对所述填满光刻胶的硅光栅结构倾斜曝光，入射光线与光栅法线夹角数值上等于闪耀角，经显影后获得90°顶角的三角形槽光栅结构；第10步、在所述90°顶角三角形槽光栅结构上镀厚度大于100nm金属膜，获得90°顶角三角形槽阶梯光栅。