用于扁平光学器件的空隙封装介电纳米支柱制造技术

本文描述的实施方式涉及扁平光学器件和形成扁平光学器件的方法。一个实施方式包括基板，该基板具有在其上形成的第一多个支柱的第一布置。第一多个支柱的第一布置包括具有高度h和横向距离d的支柱，以及与第一多个支柱中的相邻支柱之间的距离相对应的间隙g。间隙g与高度h的深宽比在约1：1和约1:20之间。第一封装层设置在第一多个支柱的第一布置上。第一封装层的折射率为约1.0至约1.5。第一封装层、基板与第一布置的每个支柱在它们之间界定第一空间。第一空间的折射率为约1.0至约1.5。第一空间的折射率为约1.0至约1.5。第一空间的折射率为约1.0至约1.5。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于扁平光学器件的空隙封装介电纳米支柱


[0001]本公开内容的实施方式一般涉及光学器件。更明确地，本文描述的实施方式涉及扁平光学器件和形成扁平光学器件的方法。

技术介绍

[0002]扁平光学器件包括支柱的布置，这些支柱的平面内尺寸小于光的设计波长的一半，并且平面外尺寸约为或大于设计波长。扁平光学器件可以由单层或多层纳米结构柱组成。扁平光学器件的支柱需要封装，以充当保护层，并在多层布置的连续层之间充当间隔物层。然而，对于纳米结构的扁平光学器件来说，填充高深宽比的开口通常是有挑战性的，并且会导致间隙填充不均匀。此外，支柱的封装增加了支柱的高度，因此增加了扁平光学器件的总厚度。扁平光学器件的总厚度的增加降低了传输效率并增加了制造复杂性和成本。因此，本领域需要的是改进的扁平光学器件及形成扁平光学器件的方法。

技术实现思路

[0003]在一个实施方式中，提供一种器件。器件包括基板。基板具有在其上形成的第一多个支柱的第一布置。第一多个支柱的第一布置包括具有高度h和横向距离d的支柱，以及与第一多个支柱中的相邻支柱之间的距离相对应的间隙g。间隙g与高度h的深宽比在约1：1和约1:20之间。第一封装层设置在第一多个支柱的第一布置上。第一封装层的折射率为约1.0至约1.5。第一封装层、基板与第一布置的每个支柱在它们之间界定第一空间。第一空间的折射率为约1.0至约1.5。
[0004]提供一种器件。器件包括基板。基板具有在其上形成的第一多个支柱的第一布置。第一多个支柱的第一布置包括具有高度h和横向距离d的支柱，以及与第一多个支柱中的相邻支柱之间的距离相对应的间隙g。间隙g与高度h的深宽比在约1：1和约1:20之间，其中间隙g由含二氧化硅的气凝胶材料组成，该材料在含二氧化硅的材料中具有纳米级孔隙，含二氧化硅气凝胶材料具有设置于具有深宽比的间隙g中的间隙填充部分。第一封装层设置在第一多个支柱的第一布置上。第一封装层的折射率为约1.0至约1.5。第一封装层、基板与第一布置的每个支柱在它们之间界定第一空间。第一空间的折射率为约1.0至约1.5。
[0005]在又另一个实施方式中，提供一种方法。第一多个支柱的第一布置包括具有高度h和横向距离d的支柱，以及与第一多个支柱中的相邻支柱之间的距离相对应的间隙g。间隙g与高度h的深宽比在约1：1和约1:20之间。沉积含二氧化硅的气凝胶材料。沉积含二氧化硅的气凝胶材料包括含二氧化硅的气凝胶材料形成处理，以在含二氧化硅的气凝胶材料中形成纳米级孔隙。含二氧化硅气凝胶材料具有间隙填充部分与封装部分，间隙填充部分设置于具有深宽比的间隙g中而封装部分设置于间隙填充部分与第一多个支柱的第一布置上。
附图说明
[0006]为了可以详细地理解本公开内容的上述特征，可以通过参考实施方式而对上方简
要概述的本公开内容进行更特定的描述，其中一些实施方式在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了示范性实施方式，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开内容可以允许其他等效的实施方式。
[0007]图1A是根据本文描述的实施方式的扁平光学器件的示意性透视图。
[0008]图1B是根据本文描述的实施方式的层堆叠的示意性横截面图。
[0009]图1C是根据本文描述的实施方式的层堆叠的支柱布置的示意性俯视图。
[0010]图1D
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1F是根据本文描述的实施方式的层堆叠的示意性横截面图。
[0011]图2是根据本文描述的实施方式形成扁平光学器件的方法的流程图。
[0012]图3A
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3D是根据本文描述的实施方式形成扁平光学器件的方法期间的基板的示意性横截面图。
[0013]图4A与图4B是根据本文描述的实施方式形成扁平光学器件的方法的流程图。
[0014]图5A
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5G是根据本文描述的实施方式形成扁平光学器件的方法期间的基板的示意性横截面图。
[0015]图6是根据本文描述的实施方式形成扁平光学器件的方法的流程图。
[0016]图7A
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7C是根据本文描述的实施方式形成扁平光学器件的方法期间的基板的示意性横截面图。
[0017]图8是根据本文描述的实施方式形成扁平光学器件的方法的流程图。
[0018]图9A与9B是根据本文描述的实施方式形成扁平光学器件的方法期间的基板的示意性横截面图。
[0019]为了便于理解，在可能的地方使用了相同的附图标记来表示图中共有的相同元件。可以预期一个实施方式的元件和特征可有益地并入其他实施方式中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
[0020]本文描述的实施方式涉及扁平光学器件和形成扁平光学器件的方法。一个实施方式包括基板，该基板具有在其上形成的第一多个支柱的第一布置。第一多个支柱的第一布置包括具有高度h和横向距离d的支柱，以及与第一多个支柱中的相邻支柱之间的距离相对应的间隙g。间隙g与高度h的深宽比在约1：1和约1:20之间。第一封装层设置在第一多个支柱的第一布置上。第一封装层的折射率为约1.0至约1.5。第一封装层、基板与第一布置的每个支柱在它们之间界定第一空间。第一空间的折射率为约1.0至约1.5。
[0021]图1A是具有至少一个层堆叠101A、101B的扁平光学器件100的示意性透视图。图1B是层堆叠101A的示意性横截面图。图1C是层堆叠101A的支柱104的布置的示意性俯视图。扁平光学器件100包括至少一个层堆叠101A、101B。虽然可以参考层堆叠101A讨论本文描述的器件和方法的方面，但是应当理解，本文描述的器件和方法的态样相似地适用于层堆叠101B。为了清楚起见，在本文提供的图中的层堆叠101B的布置的附图标记可以省略。
[0022]在可以与本文描述的其他实施方式结合的一个实施方式中，扁平光学器件100是包括层堆叠101A的单一层堆叠光学器件。在可以与本文描述的其他实施方式结合的另一个实施方式中，扁平光学器件100是包括层堆叠101A与一个或多个层堆叠101B的多层堆叠光学器件。层堆叠101A包括设置在基板102的表面上的多个支柱104A的布置和封装层106A。在
多层堆叠光学器件的实施方式中，一个或多个层堆叠101B的第一层堆叠设置于层堆叠101A上。在可以与本文描述的其他实施方式结合的一个实施方式中，层堆叠101B的第一层堆叠包括设置于封装层106A上多个支柱104B的布置。在可以与本文描述的其他实施方式结合的另一个实施方式中，层堆叠101B的第一层堆叠的多个支柱104B的布置设置在间隔物层(未图示)上，间隔物层设置于封装层106A上。在包括间隔物层的实施方式中，间隔物层可用于为多个支柱104B的布置提供支撑，并且根据扁平光学器件100的光学功能而具有指定的厚度。
[0023]多个支柱104A、104B的布置包括具有高度h和横向距离d的支柱104A、104B。支柱104A的高度h被定义为从基板102的表面到封装层106A的距离。支柱104B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种器件，包括：基板，所述基板具有形成于所述基板上的第一多个支柱的第一布置，所述第一多个支柱的所述第一布置包括：支柱，具有高度h与横向距离d；和间隙g，对应于所述第一多个支柱的相邻支柱之间的距离，其中所述间隙g与所述高度h的深宽比在约1：1与约1：20之间；和第一封装层，设置在所述第一多个支柱的所述第一布置上，所述第一封装层的折射率为约1.0至约1.5，其中所述第一封装层、所述基板与所述第一布置的所述支柱的各个支柱在所述第一封装层、所述基板与所述第一布置的所述支柱的各个支柱之间界定第一空间，所述第一空间的折射率为约1.0至约1.5。2.如权利要求1所述的器件，其中所述相邻支柱之间的所述间隙g在所述第一封装层、所述基板与所述相邻支柱所界定的所述空间中包括空气或透明材料的至少一者，所述透明材料的吸收系数小于0.001。3.如权利要求2所述的器件，其中所述透明材料包括含二氧化硅的气凝胶材料，所述含二氧化硅的气凝胶材料具有形成在所述含二氧化硅的气凝胶材料中的纳米级孔隙。4.如权利要求3所述的器件，其中所述透明材料与所述第一封装层基本上由相同的材料组成。5.如权利要求2所述的器件，其中所述透明材料包括含氟材料或含二氧化硅材料。6.如权利要求2所述的器件，其中所述间隙g具有气隙，所述气隙设置于所述透明材料的中心开口中。7.如权利要求1所述的器件，其中衬里设置在所述支柱上。8.如权利要求7所述的器件，其中所述衬里的厚度为约1纳米(nm)至约200nm。9.如权利要求1所述的器件，进一步包括：第二多个支柱的第二布置，形成在所述第一封装层上，所述第二多个支柱的所述第二布置包括：支柱，具有所述高度h与所述横向距离d；和所述间隙g，对应于所述第二多个支柱的相邻支柱之间的距离，其中所述间隙g与所述高度h的深宽比在约1：1与约1：20之间；和第二封装层，设置在所述第二多个支柱的所述第二布置上，所述第二封装层的所述折射率为约1.0至约1.5，其中所述第二封装层、所述第一封装层与所述第二布置的所述支柱的各个支柱在所述第二封装层、所述第一封装层与所述第二布置的所述支柱的各个支柱之间界定第二空间，所述第二空间的折射率为约1.0至约1.5。10.如权利要求1所述的器件，其中所述支柱包括下列的一者或多者：二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、掺杂铝的氧化锌(AZO)、掺杂氟的氧化锡(FTO)、锡酸镉(氧化锡)(CTO)、锡酸锌(氧化锡)(SnZnO3)、或含硅材料。11.一种器件，包括：基板，所述基板具有形成于所述基板上的第一多个支柱的第一布置，所述第一多个支柱的所述第一布置包括：支柱，具有高度h与横向距离d；和
间隙g，对应于所述第一多个支柱的相邻支柱之间的距离，其中所述间隙g与所述高度h的深宽比在约1：1与约1：20之间，其中所述间隙g由含二氧化硅的气凝胶材料所组成，所述含二氧化硅的气凝胶材料具有纳米级孔隙于所述含二氧化硅材料中，所述含二氧化硅的气凝胶材料具有：间隙填充部分，设置在具有所述深宽比的所述间隙g中；和第一封装层，设置在所述第一多个支柱的所述第一布置上，所述第一封装层的折射率为约1.0至约1.5，其中所述第一封装层、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢多维克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：