超颖光学器件和包括该超颖光学器件的电子设备的制作方法

示例实施例涉及一种超颖光学器件和一种包括该超颖光学器件的电子设备。

背景技术：

1、使用超颖结构的衍射光学器件可以获得通过已知折射器件无法获得的各种光学效果并且可以实现纤薄光学系统，因此，衍射光学器件在许多领域引起了越来越多的关注。

2、超颖结构具有纳米结构，在该纳米结构中将小于入射光波长的尺寸应用于形状、周期等，并且该纳米结构被设计为能够满足针对每个位置设置的相位延迟曲线以获得期望的光学性能。

3、当这样设计的纳米结构通过半导体工艺进行制造时，通常执行成膜、光刻和蚀刻的步骤。当要制造的衍射光学器件包括多个层时，蚀刻停止层用于保护在蚀刻工艺中支撑蚀刻目标材料的下层。蚀刻停止层形成具有与相邻层不同的折射率的界面并部分地反射光。尽管可以通过调整蚀刻停止层的折射率来降低反射率，但因为蚀刻停止层被设置为具有蚀刻速率低于蚀刻目标材料的蚀刻速率的材料，可以使用的材料的类型受到限制，因此难以降低反射率。

技术实现思路

1、一个或多个示例实施例提供了一种超颖光学器件，该超颖光学器件可以由于蚀刻停止层而降低反射率。

2、附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过对本公开的示例实施例的实践来获知。

3、根据示例实施例的一方面，提供了一种超颖光学器件，该超颖光学器件包括：基板；第一超颖结构层，设置在基板上，该第一超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的第一纳米结构和设置为与该第一纳米结构相邻的第一外围材料；第二超颖结构层，设置在第一超颖结构层上，该第二超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的第二纳米结构和设置为与该第二纳米结构相邻的第二外围材料；以及第一功能层，设置在第一超颖结构层和第二超颖结构层之间，该第一功能层包括蚀刻速率低于第二外围材料的蚀刻速率的第一-第一层和折射率与第一-第一层的折射率不同的第一-第二层。

4、当第一超颖结构层的有效折射率为n1且第二超颖结构层的有效折射率为n2时，第一-第一层的折射率和第一-第二层的折射率中的一个可以大于(n1*n2)1/2，并且第一-第一层的折射率和第一-第二层的折射率中的另一个可以小于(n1*n2)1/2。

5、第一功能层还可以包括：第一-第三层，具有与第一-第一层相同的折射率和与第一-第一层相同的厚度，并且第一-第二层可以设置在第一-第一层和第一-第三层之间。

6、超颖光学器件还可以包括：第二功能层，设置在基板和第一超颖结构层之间，该第二功能层包括：蚀刻速率低于第一外围材料的蚀刻速率的第二-第一层和折射率与第二-第一层的折射率不同的第二-第二层。

7、当基板的折射率为ns且第一超颖结构层的有效折射率为n1时，第二-第一层的折射率和第二-第二层的折射率中的一个可以大于(ns*n1)1/2，并且第二-第一层的折射率和第二-第二层的折射率中的另一个可以小于(ns*n1)1/2。

8、第二功能层还可以包括：第二-第三层，具有与第二-第一层相同的折射率和与第二-第一层相同的厚度，并且第二-第二层可以设置在第二-第一层和第二-第三层之间。

9、超颖光学器件还可以包括：抗反射层，设置在所述基板和所述第一超颖结构层之间，并且具有在所述基板的折射率ns和所述第一超颖结构层的有效折射率之间的有效折射率。

10、超颖光学器件还可以包括：抗反射层，设置在所述第二超颖结构层上，并且具有在所述第二超颖结构层的有效折射率和1之间的有效折射率。

11、第二纳米结构可以设置为与第二外围材料相邻的孔。

12、超颖光学器件还可以包括：保护层，设置在第二超颖结构层上，其中，抗反射层设置在第二超颖结构层和保护层之间。

13、形成第二纳米结构的孔可以穿过抗反射层延伸到保护层的界面。

14、抗反射层可以包括由与保护层相同的材料形成的层和由与保护层的材料不同的材料形成的层，并且由与保护层的材料不同的材料形成的层可以与保护层接触。

15、第二外围材料可以包括氮化硅，并且第一功能层的第一-第一层可以包括氧化铪。

16、第一功能层的第一-第二层可以包括氧化硅。

17、第一功能层的第一-第一层的厚度可以大于或等于3nm且小于或等于100nm。

18、当超颖光学器件的工作波长的中心波长为λc时，第一功能层的总厚度可以大于或等于λc/10且小于或等于λc。

19、根据示例实施例的另一方面，提供了一种超颖光学器件，该超颖光学器件包括：基板；超颖结构层，设置在基板上，该超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的纳米结构和设置为与该纳米结构相邻的外围材料；以及功能层，设置在基板和超颖结构之间，该功能层包括：蚀刻速率低于外围材料的蚀刻速率的第一层和折射率与第一层的折射率不同的第二层。

20、当基板的折射率为ns且超颖结构层的有效折射率为n1时，第一层的折射率和第二层的折射率中的一个可以大于(ns*n1)1/2，并且第一层的折射率和第二层的折射率中的另一个可以小于(ns*n1)1/2。

21、功能层还可以包括：第三层，具有与第一层相同的折射率且具有与第一层相同的厚度，并且第二层设置在第一层和第三层之间。

22、超颖光学器件还可以包括：抗反射层，设置在超颖结构层上，并且具有在超颖结构层的有效折射率和1之间的有效折射率。

23、纳米结构可以设置为与外围材料相邻的孔。

24、超颖光学器件还可以包括：保护层，设置在超颖结构层上，其中，抗反射层设置在超颖结构层和保护层之间。

25、形成纳米结构的孔可以穿过抗反射层延伸到保护层的界面。

26、抗反射层可以包括由与保护层相同的材料形成的层和由与保护层的材料不同的材料形成的层，并且由与保护层的材料不同的材料形成的层可以与保护层接触。

27、根据示例实施例的另一方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：透镜组件，包括超颖光学器件；图像传感器，被配置为将由透镜组件形成的光学图像转换为电信号，其中，超颖光学器件包括：基板；第一超颖结构层，设置在基板上，该第一超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的第一纳米结构和设置为与第一纳米结构相邻的第一外围材料；第二超颖结构层，设置在第一超颖结构层上，该第二超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的第二纳米结构和设置为与第二纳米结构相邻的第二外围材料；以及第一功能层，设置在第一超颖结构层和第二超颖结构层之间，该第一功能层包括蚀刻速率低于第二外围材料的蚀刻速率的第一层和折射率与第一层的折射率不同的第二层。

28、根据示例实施例的另一方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：光源，被配置为向对象发射光；超颖光学器件；光电检测器，被配置为检测从对象反射的光；以及信号处理器，被配置为处理光电检测器的信号，其中，超颖光学器件包括：基板；第一超颖结构层，设置在基板上，该第一超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的第一纳米结构和设置为与第一纳米结构相邻的第一外围材料；第二超颖结构层，设置在第一超颖结构层上，该第二超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的第二纳米结构和设置为与第二纳米结构相邻的第二外围材料；以及第一功能层，设置在第一超颖结构层和第二超颖结构层之间，该第一功能层包括蚀刻速率低于第二外围材料的蚀刻速率的第一层和折射率与第一层的折射率不同的第二层。

29、超颖光学器件可以设置在光源和对象之间的光路以及对象和光电检测器之间的光路中的一个上。

30、根据示例实施例的另一方面，提供了一种超颖光学器件，该超颖光学器件包括：基板；第一超颖结构层，设置在基板上，该第一超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的第一纳米结构和设置为与第一纳米结构相邻的第一外围材料；第二超颖结构层，设置在第一超颖结构层上，该第二超颖结构层包括具有亚波长形状尺寸的第二纳米结构和设置为与第二纳米结构相邻的第二外围材料；功能层，设置在第一超颖结构层和第二超颖结构层之间，该功能层包括蚀刻速率低于第二外围材料的蚀刻速率的第一层和折射率与第一层的折射率不同的第二层；以及抗反射层，设置在基板和第一超颖结构层之间。