[发明专利]一种非周期高对比度光栅

权利要求书

1.一种非周期高对比度光栅，其特征在于，该光栅以硅基氮化物晶片为载体，包括硅衬底层（1）和设置在所述衬底层（1）上方的氮化物器件层（2），所述氮化物器件层（2）中设置有非周期光栅器件结构，所述非周期光栅器件结构下方设置有贯穿硅衬底层（1）的空腔，使非周期光栅器件结构完全悬空；  

所述非周期光栅器件结构为矩形，具有不同的周期与占空比，光栅和光栅之间以空气做为间隙，光栅的相位分布满足相位匹配方程：

   ，    

其中x轴定义为矩形的短边，y轴定义为矩形的长边，f为xy平面上的焦距，为入射光的波长，为最边缘的光栅相位，定义为自由空间的波矢常量，为光栅的相位分布。

2.根据权利要求1所述的非周期高对比度光栅，其特征在于，所述非周期光栅器件结构的透射聚焦波长在可见光波段。

3.一种制备权利要求1或2 所述非周期高对比度光栅的方法，其特征在于，该方法以硅基氮化物晶片为载体，包括如下步骤：

（1）在硅基氮化物晶片的氮化物器件层（2）上表面旋涂一层电子束光刻胶，采用电子束曝光技术在所述电子束光刻胶层上定义出非周期光栅器件结构；

（2）采用反应耦合等离子体刻蚀技术将所述步骤（1）中定义的非周期光栅结构器件转移到氮化物器件层（2）中，所述转移过程中反应耦合等离子体刻蚀深度为400~500nm；

（3）在硅基氮化物晶片的氮化物器件层（2）上表面和硅衬底层（1）下表面旋涂一层电子束光刻胶，用以保护已加工器件，采用电子束曝光技术在硅衬底层（1）下表面的电子束光刻胶层上打开一个刻蚀窗口；

（4）将氮化物器件层（2）作为刻蚀阻挡层，采用深硅刻蚀技术，通过所述刻蚀窗口将硅衬底层（1）贯穿刻蚀至氮化物器件层（2）的下表面，在硅衬底层（1）中形成一个空腔；

（5）采用反应耦合等离子体刻蚀技术，在氮化物器件层（2）下表面向上刻蚀，将非周期光栅器件结构下方的氮化物材料刻穿，形成完全悬空的非周期光栅器件结构，然后采用氧气等离子灰化方法去除硅衬底层（1）和氮化物器件层（2）上的残余电子束刻胶，得到非周期高对比度光栅。