用于光学装置和其他装置的结构化涂层的基种结构制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种方法，包括在衬底的表面上设置涂层，多个基种结构布置在衬底的表面上，其中基种结构的相应的高度限定了涂层的局部厚度。光学装置包括衬底、衬底的表面上的多个基种结构及在基种结构上和在衬底的表面上的涂层，其中基种结构的相应的高度限定了涂层的局部厚度。局部厚度。局部厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学装置和其他装置的结构化涂层的基种结构
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年5月14日提出的美国临时专利申请No.62/847,522的优先权的权益，所述申请全部公开通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及用于光学装置和其他装置的结构化涂层的基种(seed)结构。

技术介绍

[0004]衬底上的涂层可以提供各种装置功能，包括光学功能。例如，具有合适结构的涂层可以提供衍射光学效果，包括透镜作用、光漫射、聚焦和光束整形。这种结构化涂层可以包括阶梯式的、多级的涂层，具有不同厚度的涂层和具有特定表面轮廓的涂层。

技术实现思路

[0005]在一个方面中，本公开描述了一种方法，该方法包括在衬底的表面上设置涂层，多个基种结构布置在衬底的表面上，其中基种结构的相应的高度限定了涂层的局部厚度。
[0006]该方法的实施方式可以包括以下中的一个或多个。涂层的局部厚度限定了由涂层形成的衍射光学元件。多个基种结构布置在衬底的底部的(underlying)阶梯式表面上，其中涂层的暴露表面具有对应于由基种结构的远端表面限定的轮廓的轮廓，并且其中涂层的底部表面跟随衬底的底部的阶梯式表面。设置涂层包括使用表面生长技术沉积涂层，并且涂层至少部分地从多个基种结构的表面生长。使用原子层沉积或化学气相沉积来沉积涂层。
[0007]该方法的实施方式可以包括以下中的一个或多个。多个基种结构包括柱形物或壁中的至少一种。多个基种结构为自衬底的表面的突出物，并且至少一些突出物的高度与其他突出物的高度不同。涂层填充相邻基种结构之间的空间。该方法包括，在设置涂层之后，去除部分涂层，使得至少衬底的其上没有布置基种结构的部分表面不具有顶部(overlying)的涂层。衬底是第一衬底，并且该方法还包括将第二衬底附接到涂层的暴露表面，并且去除第一衬底和基种结构。该方法还包括，在去除第一衬底和基种结构之后，设置其他的涂层，使得由去除的基种结构留下的空隙被其他的涂层填充。该方法包括，在设置涂层之前，压印接收材料以在衬底的表面上形成基种结构。
[0008]本公开还描述了光学装置。在一个方面中，本公开描述了一种光学装置，其包括衬底、衬底的表面上的多个基种结构及在基种结构上和在衬底的表面上的涂层，其中基种结构的相应的高度限定了涂层的局部厚度。
[0009]该光学装置的实施方式可以包括以下中的一个或多个。涂层的局部厚度限定了由涂层形成的衍射光学元件。衍射光学元件是透镜。多个基种结构为从衬底的表面的突出物，并且至少一些突出物的高度与其他突出物的高度不同。涂层填充相邻基种结构之间的空间。
[0010]在一个方面中，本公开描述了一种光学装置，其包括衬底和衬底表面上的涂层，其中在涂层中形成多个空隙，并且其中涂层形成至少一个光学元件。在一些实施方式中，空隙从涂层的表面朝向衬底的表面突出，并且涂层的在其中形成有空隙的部分包括至少两种不同的厚度。
[0011]本公开还描述了模块。在一个方面中，本公开描述了模块，其包括发光装置或光敏装置中的至少一个；和如本公开中描述的光学装置，其中光学装置被构造为(i)与由发光装置产生的光相互作用或(ii)与入射在模块上的光相互作用使得穿过光学装置的光被光敏装置接收。
[0012]可以实施本公开中描述的主题的特定实施方式以实现一个或多个优点。例如，在一些实施方式中，制造工艺可能不那么复杂、费时和/或昂贵。在一些实施方式中，可以制造高度复杂且多变的结构化涂层。在一些实施方式中，光学装置可能更紧凑和/或更高效。在一些实施方式中，结构化涂层可以由更高折射率的材料构成。
[0013]在附图和以下描述中阐述了一种或多种实施方式的细节。从描述和附图以及从权利要求中将显而易见地看出其他方面、特征和优点。
附图说明
[0014]图1A
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1B是示出结构化涂层制造工艺和装置的示例的示意图。
[0015]图2A
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2C是示出结构化涂层制造工艺和装置的示例的示意图。
[0016]图3A
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3E是示出结构化涂层制造工艺和装置的示例的示意图。
[0017]图4是示出基种结构和结构化涂层的示例的扫描电子显微照片。
[0018]图5是示出布置在衬底上的基种结构的示例的顶视图的示意图。
[0019]图6是示出光电模块的示例的示意图。
具体实施方式
[0020]本公开涉及用于结构化衬底涂层的基种结构。在特定实施方式中，本公开描述了布置在衬底表面上的基种结构，基种结构的相应的高度限定了涂层的局部厚度。
[0021]衬底上的涂层可以提供各种装置功能，包括光学功能。例如，具有合适结构的涂层可以提供衍射光学效果，包括透镜作用、光漫射、聚焦和光束整形。这种结构化的涂层可能包括阶梯式的、多级的涂层，具有不同厚度的涂层以及具有特定表面轮廓的涂层。
[0022]然而，结构化的涂层可能难以制造或制造成本高。例如，使用一些已知的光刻技术，为了产生八级光学结构，可能需要至少三次曝光和三个蚀刻步骤。这可能使制造工艺既费时又昂贵，随着光学结构的每增加一级，制造时间和费用就会增加。其他类型的涂层结构(例如，在衬底表面上形成圆顶或金字塔的涂层)可能会带来更大的制造挑战。
[0023]因此，在一些情况下，在制造工艺和装置中采用基种结构以降低制造复杂性、时间消耗和费用，和/或以产生结构化的涂层可能是有益的。
[0024]如图1A所示，一些实施方式包括布置在衬底100的表面102上的基种结构104。基种结构104从衬底100的表面102突出并且可能具有不同的高度(例如，高度106a和106b)。
[0025]在一些实施方式中，基种结构104是衬底100的延伸，例如由与衬底100相同的材料形成。在一些实施方式中，基种结构104由与衬底100不同的材料形成，例如沉积到衬底表面
102上、或由设置在衬底表面102上的膜形成。
[0026]如图1B所示，涂层108设置在衬底表面102和基种结构104上，并且填充相邻基种结构104之间的区域。基种结构104的相应的高度限定了涂层108的局部厚度，使得涂层108形成例如为金字塔110和圆顶112的结构。因此，涂层108可以被称为结构化的涂层。
[0027]基种结构104的相应的高度限定了涂层的局部厚度；然而，在一些实施方式中，基种结构的相应的高度不必需一定等于涂层的局部厚度。相反，在一些实施方式中，基种结构高度的变化对应于涂层局部厚度的变化。在一些实施方式中，涂层的局部厚度是大于或小于基种结构高度的限定的偏移(defined offset)。在一些实施方式中，由涂层形成的结构对应于底部的基种结构的结构。
[0028]在一些实施方式中，通过使用表面生长技术沉积涂层108，其中涂层108从表面(例如包括衬底表面102、基种结构的侧壁114和基种结构的远端表面116)大致垂直地生长，使得涂层108在底部的表面上形成共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：在衬底的表面上设置涂层，多个基种结构布置在所述衬底的所述表面上，其中所述基种结构的相应的高度限定了所述涂层的局部厚度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂层的所述局部厚度限定了由所述涂层形成的衍射光学元件。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个基种结构布置在所述衬底的底部的阶梯式表面上，其中所述涂层的暴露表面具有对应于由所述基种结构的远端表面限定的轮廓的轮廓，其中所述涂层的底部表面跟随所述衬底的所述底部的阶梯式表面。4.根据权利要求1所述的方法，其中设置所述涂层包括使用表面生长技术沉积所述涂层，并且其中所述涂层至少部分地从所述多个基种结构的表面生长。5.根据权利要求4所述的方法，其中使用原子层沉积或化学气相沉积来沉积所述涂层。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个基种结构包括柱形物或壁中的至少一种。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个基种结构为从所述衬底的所述表面的突出物，并且其中所述突出物中的至少一些突出物的高度与所述突出物中的其他突出物的高度不同。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂层填充相邻基种结构之间的空间。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：在设置所述涂层之后，去除部分所述涂层，使得至少所述衬底的其上没有布置基种结构的部分的所述表面不具有顶部的涂层。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底是第一衬底，并且其中所述方法还包括：将第二衬底附接到所述涂层的暴露表面，并且去除所述第一衬底和所述基种结构。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：在去除所述第一衬底和所述基种结构之后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：尼尔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：