硅基狭缝结构及其制备方法与流程

技术特征：
1.硅基狭缝结构，其特征在于，包括硅基片(1)、狭缝(2)、梯形槽(3)、吸光材料层(4)和金属保护层(5)；所述硅基片(1)的晶面晶向为<111>；所述硅基片(1)的入射面开设有至少一个的所述狭缝(2)，所述狭缝(2)供入射光通过所述硅基片(1)；所述硅基片(1)的出射面开设有梯形槽(3)；从所述硅基片(1)的入射面至其出射面方向，所述梯形槽(3)的槽宽逐渐变大；在所述硅基片(1)的纵截面上，所有所述狭缝(2)与所述梯形槽(3)相通，并且所述梯形槽(3)的槽底的两端与每个所述狭缝(2)具有间隔；所述吸光材料层(4)位于所述硅基片(1)的入射面上，用以减小所述入射光的反射；所述金属保护层(5)位于所述硅基片(1)的出射面上，用以防止杂散光透过所述硅基片(1)。2.根据权利要求1所述的硅基狭缝结构，其特征在于，所述吸光材料层(4)为黑硅结构。3.根据权利要求1所述的硅基狭缝结构，其特征在于，所述金属保护层(5)的材料为au、al、ni、a、pt中的任一种。4.根据权利要求1所述的硅基狭缝结构，其特征在于，所述梯形槽(3)由湿法刻蚀工艺制备。5.一种用于制备权利要求2所述的硅基狭缝结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、提供所述硅基片(1)；s2、在所述入射面上制备第二保护膜(12)，在所述出射面上制备第一保护膜(11)；s3、制备所述狭缝(2)和所述梯形槽(3)；其中制备所述狭缝(2)的步骤包括：在所述第二保护膜(12)的部分区域上覆盖第二光刻胶层(14)，以暴露出所述第二保护膜(12)上的与所述狭缝(2)的位置对应的区域；刻蚀所述第二保护膜(12)和所述硅基片(1)以形成所述狭缝(2)；去除所述第二光刻胶层(14)；其中制备所述梯形槽(3)的步骤包括：在所述第一保护膜(11)的部分区域上覆盖第一光刻胶层(13)，以暴露出所述第一保护膜(11)上的与所述梯形槽(3)的位置对应的区域；刻蚀所述第一保护膜(11)和所述硅基片(1)以形成所述梯形槽(3)；去除所述第一光刻胶层(13)；s4、去除所述第一保护膜(11)和所述第二保护膜(12)；s5、在所述硅基片(1)上制备所述黑硅结构；s6、在所述硅基片(1)上制备所述金属保护层(5)；s7、切割所述硅基片(1)、所述黑硅结构和所述金属保护层(5)以分离出单件的硅基狭缝结构。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s5中通过干法刻蚀、湿法刻蚀、飞秒激光加工中的任一种方法制备所述黑硅结构。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s6中通过真空电子束蒸镀、溅射、热蒸发中的任一种方法制备所述金属保护层(5)。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中的所述第二保护膜(12)
和第一保护膜(11)的材料分别是sio2、si3n4、al2o3、cr中的任一种。9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中的所述第二保护膜(12)和所述第一保护膜(11)的材料均是sio2，制备所述第二保护膜(12)和所述第一保护膜(11)的方法采用磁控溅射、离子束沉积、化学气相沉积、热氧化法、溶胶-凝胶法中的任一种。10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s3中采用干法刻蚀方法刻蚀所述第二光刻胶层(14)和所述硅基片(1)。

技术总结
本发明提供硅基狭缝结构及其制备方法，包括硅基片、狭缝、梯形槽、吸光材料层和金属保护层；硅基片的晶面晶向为(111)；硅基片的入射面开设有至少一个的狭缝，狭缝结构供入射光通过硅基片；硅基片的出射面开设有梯形槽，狭缝的长度方向和梯形槽的长度方向分别沿硅基片的长度方向布置；从入射面至其出射面方向，梯形槽的槽宽逐渐变大；在硅基片的纵截面上，所有狭缝与梯形槽相通，并且梯形槽的槽底的两端与每个狭缝具有间隔；吸光材料层位于硅基片的入射面上，用以减小入射光的反射；金属保护层位于硅基片的出射面上，用以防止杂散光透过硅基片。本发明采用常用的半导体硅材料加工工艺，具有大批量制备和成本低的优点。具有大批量制备和成本低的优点。具有大批量制备和成本低的优点。


技术研发人员：陶金 李盼园 樊凯莉 孙文超 朱立财 吕金光 秦余欣 王惟彪 梁静秋
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8