技術領域

本發明屬于紅外光學窗口技術領域，具體涉及一種具有雙面抗反射結構的紅外光學窗口的制備方法。

背景技術

現有的紅外光學窗口材料由于具有較大反射系數，所以當作為紅外光學窗口時需要進行表面抗反射處理。傳統的方法是在紅外光學窗片表面淀積單層或多層抗反射鍍層。但是淀積薄膜的方法具有如附著性、抗蝕性、穩定性、熱脹失配、組分滲透和擴散以及不能找到合適材料等固有問題。亞波長抗反射結構是在基底表面通過半導體大規模集成電路的工藝方法制作結構尺寸接近或小于光波波長的周期性結構。這樣就很好的解決了附著性、抗蝕性、穩定性、熱脹失配、組分滲透和擴散等問題；通過改變亞波長結構的高度、周期、占空比，能夠達到改變抗反射層的等效折射率目的，從而解決了不能找到匹配抗反射層介質膜材料的問題。

現有的亞波長抗反射紅外窗口只考慮在入射面制作單面抗反射結構，透過率偏低。

如中國專利ZL?201110109779.7公開了一種具有抗反射表面的ZnS紅外光學窗口及其制備方法，該紅外光學窗口采用雙面光學拋光的ZnS襯底進行單面刻蝕而成。其在8-14um波段的透射率最大增加13%，平均透射率增加10%左右。

因此，需要提供一種具有更高透射率的紅外光學窗口來滿足實際應用的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有雙面抗反射結構的紅外光學窗口的制備方法，進一步的提高紅外光學窗口的透射率。

本發明的技術方案為：一種具有雙面抗反射結構的紅外光學窗口的制備方法，它通過在紅外光學窗口的入射面和出射面刻蝕抗反射結構來提高透射率。

進一步地，所述紅外光學窗口為硅片，所述入射面的抗反射結構為呈二維矩陣排列的四方柱，出射面的抗反射結構為呈二維矩陣排列的四方柱凹槽。

進一步地，所述二維矩陣排列的四方柱高度為1～2um，邊長為1.2～3.2um，排列周期為2～4um。

優選地，二維矩陣排列的四方柱高度為1.4um，邊長為1.5um，排列周期為2.5um。

進一步地，所述二維矩陣排列的四方柱凹槽的深度為1～2um，邊長為1.5～2.5um，排列周期為2～3um。

優選地，二維矩陣排列的四方柱凹槽的深度為1.4um，邊長為2um，排列周期為2.5um。

進一步地，所述刻蝕抗反射結構的方法為：采用反應耦合等離子體刻蝕技術(ICP)；刻蝕氣體為SF6，150～180sccm，側壁保護氣體為C4F8，100sccm，刻蝕氣壓為20mTorr，上電極刻蝕功率為1800～2000w，下電極刻蝕功率為20w，刻蝕時間為60s。

進一步地，刻蝕前，硅片需要預處理，預處理的方法為：

步驟一，硅片表面處理：使用丙酮對雙面拋光硅片進行超聲波清洗，之后用去離子水沖洗干凈，接著用氫氟酸清洗硅片，再用去離子水沖洗，氮氣吹干，放入烘箱中烘干，然后冷卻至室溫；

步驟二，雙面氣相沉積氮化硅：采用PECVD的方法對雙拋硅片兩面氣相沉積氮化硅層；氮化硅層厚度為400～500nm左右；

步驟三，入射面涂膠：采用旋轉涂膠法對入射面涂布光刻膠；旋涂轉速為3500?r/min，涂膠厚度為800～1200nm；?

步驟四，入射面前烘：對入射面涂布光刻膠后的硅片進行烘烤；烘烤溫度為100℃，前烘時間為?70s；?

步驟五，入射面曝光：采用非接觸式曝光的方法對入射面光刻膠層進行曝光，使得掩膜板上的入射面圖形轉移到光刻膠上；曝光時間為500ms；

步驟六，入射面顯影：使用顯影液對曝光后的入射面光刻膠進行顯影，顯影時間為60s，顯影溫度為25℃；顯影后用去離子水反復沖洗；

步驟七，入射面后烘：采用烘箱對入射面顯影后的硅片進行烘烤；烘烤溫度為?120℃，后烘時間為?20min；

步驟八，入射面離子刻蝕氮化硅掩膜：采用反應離子刻蝕工藝(RIE)過刻氮化硅層，生成氮化硅掩膜圖形；刻蝕氣體為三氟甲烷20sccm，氧氣5sccm，刻蝕時間為5分鐘；

步驟九，入射面除膠：采用干法去膠的方法，去膠氣體為氧氣；

步驟十，硅片表面再次處理：使用丙酮對雙面拋光硅片進行超聲波清洗，之后用去離子水沖洗干凈，接著用氫氟酸清洗硅片，再用去離子水沖洗，氮氣吹干，放入烘箱中烘干，冷卻至室溫；

步驟十一，出射面涂膠：采用旋轉涂膠法對出射面涂布光刻膠；旋涂轉速為3500?r/min，涂膠厚度為800～1200nm；