【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及納米壓印，特別是涉及一種納米壓印母版和光波導及其制造方法。
技術介紹
1、納米壓印技術是一種新型的微納加工技術，其是通過模板將微納圖像結構轉印到相應的襯底上，能夠突破傳統光刻在特征尺寸減小過程中的難題，具有特征尺寸可達納米級、分辨率高以及成本低的優勢。雖然ar/vr產業的發展和升級，納米壓印技術用于光波導產品的生產工藝逐漸產業化，但通過納米壓印技術制備光波導產品也存在一些工藝難題，其中納米壓印產品的光柵結構區邊緣因光柵結構區和非光柵結構區之間存在較大高度差而導致子版不能與基底完全貼合，造成光柵結構區的邊緣不良和殘膠不均勻的缺陷，進而嚴重影響光波導的光學顯示性能。
技術實現思路
1、本專利技術的一個優勢在于提供一種納米壓印母版和光波導及其制造方法，其能夠解決納米壓印工藝中光柵結構區的邊緣不良和殘膠不均勻的缺陷問題。
2、本專利技術的另一個優勢在于提供一種納米壓印母版和光波導及其制造方法，其中，在本專利技術的一個實施例中，所述納米壓印母版能夠通過下沉處理縮小壓印轉印的光柵頂部與非結構區膠層頂部之間的高度差異，避免因過大的高度差導致子版接觸不到壓印基底而造成的缺陷。
3、本專利技術的另一個優勢在于提供一種納米壓印母版和光波導及其制造方法，其中，在本專利技術的一個實施例中，所述納米壓印母版能夠通過高度差異的縮小，降低或消除光柵結構區的邊緣不良和殘膠不均勻的問題。
4、本專利技術的另一個優勢在于提供一種納米壓印母版和光波導及其制造方法，其中，
5、本專利技術的另一個優勢在于提供一種納米壓印母版和光波導及其制造方法，其中，在本專利技術的一個實施例中，所述納米壓印母版能夠保證光柵結構區邊緣的光柵齒在壓印后的還原效果更佳。
6、本專利技術的另一個優勢在于提供一種納米壓印母版和光波導及其制造方法，其中為了達到上述目的，在本專利技術中不需要采用昂貴的材料或復雜的結構。因此，本專利技術成功和有效地提供一種解決方案，不只提供一種簡單的納米壓印母版和光波導及其制造方法，同時還增加了所述納米壓印母版和光波導及其制造方法的實用性和可靠性。
7、為了實現本專利技術的上述至少一個優勢或其他優點和目的，本專利技術提供了一種納米壓印母版，包括：
8、光柵結構區；
9、非光柵結構區，所述非光柵結構區位于所述光柵結構區的周圍；以及
10、下沉結構，所述下沉結構被設置于所述非光柵結構區上鄰近所述光柵結構區的位置，并且所述下沉結構沿著所述光柵結構區的外周方向延伸以環繞著所述光柵結構區。
11、根據本申請的一個實施例，所述下沉結構的內邊緣與所述光柵結構區的外邊緣之間的距離在0.01um至1000um之間。
12、根據本申請的一個實施例，所述下沉結構的加工寬度大于等于0.01um。
13、根據本申請的一個實施例，所述下沉結構的加工深度在0.01um至100um之間。
14、根據本申請的一個實施例，所述下沉結構包括自所述非光柵結構區的表面凹陷的環形槽。
15、根據本申請的一個實施例，所述環形槽的槽深等于所述下沉結構的理論深度。
16、根據本申請的一個實施例，所述下沉結構的理論深度δh滿足關系式：δh＝h1*(1－l/p)；式中h1為所述光柵結構區的光柵高度；l為所述光柵結構區的光柵線寬；p為所述光柵結構區的光柵周期。
17、根據本申請的一個實施例，所述下沉結構包括自所述非光柵結構區的表面凹陷且相互連通的多個環形槽，多個所述環形槽的槽深自內向外依次遞減以形成階梯槽。
18、根據本申請的一個實施例，相鄰的兩個所述環形槽的槽深之差等于子版容許深度，所述子版容許深度是由子版材料和子版厚度決定的。
19、根據本申請的一個實施例，所述環形槽的數量n滿足關系式：n＝roundup(δh/δh)；式中roundup為向上取整函數；δh為所述下沉結構的理論深度；δh為所述子版容許深度。
20、根據本申請的另一方面，本申請進一步提供了一種光波導，包括：
21、波導基底；和
22、耦合光柵，所述耦合光柵經由上述任一所述的納米壓印母版通過納米壓印而形成于所述波導基底。
23、根據本申請的另一方面，本申請進一步提供了一種納米壓印母版的制造方法，包括：
24、步驟s100：基于光柵結構區的光柵高度h1、光柵線寬l以及光柵周期p，計算出下沉結構的理論深度δh＝h1*(1－l/p)；
25、步驟s200：基于子版材料和子版厚度，獲得子版容許深度δh；
26、步驟s300：比較該子版容許深度δh與該下沉結構的理論深度δh之間的大小；
27、步驟s400：若δh≥δh，則不在非光柵結構區上鄰近該光柵結構區的位置設置下沉結構；或者，刻蝕該非光柵結構區上鄰近該光柵結構區的位置，以形成單個環形槽，其中該環形槽的槽深等于該下沉結構的理論深度；以及
28、步驟s500：若δh＜δh，則在非光柵結構區上鄰近該光柵結構區的位置設置下沉結構。
29、根據本申請的一個實施例，所述步驟s500，包括：
30、步驟s510：對δh/δh進行向下取整處理，以得到該下沉結構的環形槽數量n；和
31、步驟s520：刻蝕該非光柵結構區上鄰近該光柵結構區的位置，以形成n個環形槽，其中n為正整數。
32、根據本申請的一個實施例，所述步驟s500，包括：
33、步驟s510’：調整該子版材料和子版厚度，以改善該子版容許深度而得到子版容許改善深度δh’；
34、步驟s520’：若δh’≥δh，則不在非光柵結構區上鄰近該光柵結構區的位置設置下沉結構；或者，刻蝕該非光柵結構區上鄰近該光柵結構區的位置，以形成單個環形槽，其中該環形槽的槽深等于該下沉結構的理論深度；
35、步驟s530’：若δh’＜δh，對δh/δh’進行向下取整處理，以得到該下沉結構的環形槽數量n；和
36、步驟s540’：刻蝕該非光柵結構區上鄰近該光柵結構區的位置，以形成n個環形槽，其中n為正整數。
37、根據本申請的一個實施例，當n＝1時，該環形槽的槽深等于該下沉結構的理論深度；當n≥2時，多個環形槽相互連通，其中多個環形槽的槽深自內向外依次遞減，并且相鄰的兩個環形槽的槽深之差等于該子版容許深度。
38、根據本申請的另一方面，本申請進一步提供了一種光波導的制造方法，包括：
39、通過上述任一所述的納米壓印母版的制造方法，制造出納米壓印母版；
40、通過該納米壓印母版，壓印子版基底，以在固化后形成納米壓印子版；以及
41、通過該納米壓印子版，壓印波導基底，以在固化后形成光波導。
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1.納米壓印母版，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構的內邊緣與所述光柵結構區的外邊緣之間的距離在0.01um至1000um之間。
3.根據權利要求1所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構的加工寬度大于等于0.01um。
4.根據權利要求1所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構的加工深度在0.01um至100um之間。
5.根據權利要求1至4中任一所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構包括自所述非光柵結構區的表面凹陷的單個環形槽。
6.根據權利要求5所述的納米壓印母版，其特征在于，所述環形槽的槽深等于所述下沉結構的理論深度。
7.根據權利要求6所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構的理論深度ΔH滿足關系式：ΔH＝H1*(1－L/P)；式中H1為所述光柵結構區的光柵高度；L為所述光柵結構區的光柵線寬；P為所述光柵結構區的光柵周期。
8.根據權利要求1至4中任一所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構包括自所述非光柵結構區的表面
9.根據權利要求8所述的納米壓印母版，其特征在于，相鄰的兩個所述環形槽的槽深之差等于子版容許深度，所述子版容許深度是由子版材料和子版厚度決定的。
10.根據權利要求8所述的納米壓印母版，其特征在于，所述環形槽的數量N滿足關系式：N＝ROUNDUP(ΔH/Δh)；式中ROUNDUP為向上取整函數；ΔH為所述下沉結構的理論深度；Δh為子版容許深度。
11.光波導，其特征在于，包括：
12.納米壓印母版的制造方法，其特征在于，包括：
13.根據權利要求12所述的納米壓印母版的制造方法，其特征在于，所述步驟S500，包括：
14.根據權利要求12所述的納米壓印母版的制造方法，其特征在于，所述步驟S500，包括：
15.光波導的制造方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.納米壓印母版，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構的內邊緣與所述光柵結構區的外邊緣之間的距離在0.01um至1000um之間。
3.根據權利要求1所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構的加工寬度大于等于0.01um。
4.根據權利要求1所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構的加工深度在0.01um至100um之間。
5.根據權利要求1至4中任一所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構包括自所述非光柵結構區的表面凹陷的單個環形槽。
6.根據權利要求5所述的納米壓印母版，其特征在于，所述環形槽的槽深等于所述下沉結構的理論深度。
7.根據權利要求6所述的納米壓印母版，其特征在于，所述下沉結構的理論深度δh滿足關系式：δh＝h1*(1－l/p)；式中h1為所述光柵結構區的光柵高度；l為所述光柵結構區的光柵線寬；p為所述光柵結構區的光柵周期。
8.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張學穎，徐京男，魏楓，沈健，
申請(專利權)人：舜宇奧來半導體光電上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
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