本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、閃耀光柵(blazed?grating)又被稱為定向光柵或小階梯光柵，非對稱鋸齒槽形結(jié)構(gòu)是其典型的特征。和其它的槽形結(jié)構(gòu)相比，閃耀光柵的槽形結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了能夠?qū)⒋蟛糠盅苌涔鈪R集到某一個非零衍射級次上的衍射特性，借此可以去調(diào)整衍射光的能力分布。隨著半導(dǎo)體在國內(nèi)掀起的熱潮，硅微加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展，光柵制作工藝不斷改進，其制作技術(shù)得到了顯著的提高，這種具有非對稱鋸齒槽形的光柵逐漸成為商用光柵的標(biāo)準(zhǔn)。

2、閃耀光柵的精度要求極高，但其性能穩(wěn)定，分辨率高，在光譜分析、激光干涉、光學(xué)通信、光學(xué)成像等光學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。閃耀光柵是一種非常重要的光學(xué)器件，它的原理和應(yīng)用涉及到多個領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展，閃耀光柵的應(yīng)用前景將會非常廣闊。

3、然而，閃耀光柵的制作難度較高，閃耀光柵的性能還有待改善。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，以改善閃耀光柵的性能。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底和位于襯底表面的光柵材料層；提供納米壓印母模；以所述納米壓印母模為模具，采用納米壓印工藝對所述光柵材料層進行壓印，在襯底表面形成光柵結(jié)構(gòu)，所述光柵結(jié)構(gòu)包括呈周期性分布的多個光柵齒，所述光柵齒沿垂直于襯底表面方向的截面圖形為三角形，所述光柵齒包括閃耀面和反閃耀面，所述閃耀面和所述反閃耀面的連接處構(gòu)成所述三角形頂部的尖角；通過對包括有襯底和光柵齒的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角范圍進行設(shè)置，選擇性地在所述閃耀面和反閃耀面的單面或雙面形成膜層，其中，形成于閃耀面表面的膜層為第一膜層，形成于反閃耀面表面的膜層為第二膜層。

3、可選的，選擇性地在所述閃耀面和反閃耀面的單面或雙面形成膜層的方法，包括：提供鍍膜設(shè)備，所述鍍膜設(shè)備包括：真空腔，所述真空腔包括相對的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；固定于第一側(cè)壁下部的第一離子源；固定于第二側(cè)壁下部的旋轉(zhuǎn)靶材架，所述旋轉(zhuǎn)靶材架包括至少兩個靶材位，通過旋轉(zhuǎn)靶材架使裝載在靶材位上的各個靶材朝向所述第一離子源；設(shè)置于第一側(cè)壁上部的承載裝置，所述承載裝置包括與第一側(cè)壁上部固定的旋轉(zhuǎn)軸以及與旋轉(zhuǎn)軸連接的承載臺，所述旋轉(zhuǎn)軸可帶動所述承載臺在所述真空腔內(nèi)沿順時針或逆時針進行公轉(zhuǎn)，所述承載臺能夠以承載臺中心為圓心進行自轉(zhuǎn)；固定于第二側(cè)壁上部的第二離子源。

4、可選的，選擇性地在所述閃耀面和反閃耀面的單面或雙面形成膜層的方法，還包括：將包括有襯底和光柵齒的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)置于承載臺上；調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)軸，使所述旋轉(zhuǎn)軸帶動所述承載臺在真空腔內(nèi)進行公轉(zhuǎn)，使得半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線為垂直于襯底表面的垂直線；使用第一離子源生成第一離子束轟擊朝向所述第一離子源的靶材，在所述閃耀面和反閃耀面的單面或雙面形成膜層。

5、可選的，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角的預(yù)設(shè)范圍為小于60°。

6、可選的，在所述閃耀面和反閃耀面的單面形成膜層，包括：調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)軸，使半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，所述閃耀面朝向第一靶材或反閃耀面朝向第一靶材；使用第一離子源生成第一離子束轟擊朝向所述第一離子源的第一靶材，在朝向所述第一靶材的閃耀面沉積形成第一膜層，或者在朝向所述第一靶材的反閃耀面沉積形成第二膜層。

7、可選的，在所述閃耀面和反閃耀面的雙面形成膜層，所述第一膜層和第二膜層的材料相同，包括：在朝向所述第一靶材的閃耀面沉積形成第一膜層，或者在朝向所述第一靶材的反閃耀面沉積形成第二膜層之后，以預(yù)設(shè)角度自轉(zhuǎn)所述承載臺，使未形成膜層的閃耀面或反閃耀面朝向所述第一靶材，在未形成膜層的反閃耀面沉積形成第二膜層，或者在未形成膜層的閃耀面沉積形成第一膜層。

8、可選的，以預(yù)設(shè)角度自轉(zhuǎn)所述承載臺之前，還包括：在形成膜層的閃耀面或反閃耀面上方設(shè)置遮擋板。

9、可選的，自轉(zhuǎn)所述承載臺的預(yù)設(shè)角度范圍為：150度至210度。

10、可選的，在所述閃耀面和反閃耀面的雙面形成膜層，所述第一膜層和第二膜層的材料不相同，包括：包括：在朝向所述第一靶材的閃耀面沉積形成第一膜層，或者在朝向所述第一靶材的反閃耀面沉積形成第二膜層之后，在形成膜層的閃耀面或反閃耀面上方設(shè)置遮擋板；旋轉(zhuǎn)所述靶材架，使第二靶材朝向所述第一離子源，所述第二靶材的材料與所述第一靶材的材料不同；以180度自轉(zhuǎn)所述承載臺，使未形成膜層的閃耀面或反閃耀面朝向第二靶材；在未形成膜層的反閃耀面沉積形成第二膜層，或者在未形成膜層的閃耀面沉積形成第一膜層。

11、可選的，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角的預(yù)設(shè)范圍為0度至180度。

12、可選的，在所述閃耀面和反閃耀面的雙面形成膜層，所述第一膜層和第二膜層的材料相同，包括：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，持續(xù)自轉(zhuǎn)所述承載臺，使用第一離子源生成第一離子束轟擊朝向所述第一離子源的第一靶材，同步在所述閃耀面沉積形成第一膜層，在所述反閃耀面沉積形成第二膜層。

13、可選的，使用第一離子源轟擊朝向所述第一離子源的第一靶材的同時，還包括：使用第二離子源生成第二離子束輔助所述第一膜層在所述閃耀面形成，使用第二離子源輔助所述第二膜層在所述反閃耀面形成。

14、可選的，所述第一膜層和第二膜層的厚度不相同，包括：調(diào)節(jié)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角，使所述膜層在所述閃耀面和反閃耀面的沉積速率不同，形成厚度不同的第一膜層和第二膜層。

15、可選的，所述第一離子源生成的第一離子束包括：轟擊型離子束或反應(yīng)型離子束；所述轟擊型離子束包括he、ne、ar、kr和xe中的任一種或多種惰性氣體形成的離子束；所述反應(yīng)型離子束包括反應(yīng)氣體與he、ne、ar、kr和xe中的一種或多種惰性氣體形成的離子束，所述反應(yīng)氣體包括氧氣、笑氣和氮氣中的一種或多種的組合。

16、可選的，所述閃耀面與襯底表面之間構(gòu)成所述三角形的第一夾角，所述反閃耀面與襯底表面之間構(gòu)成所述三角形的第二夾角，所述第一夾角小于所述第二夾角。

17、可選的，所述第一膜層包括增透膜或增反膜，所述第二膜層包括增透膜或增反膜；所述增透膜的材料包括氧化鈦、氮化鈦、氧化鉭或氧化鋁；所述增反膜的材料包括鋁、銀金或銅。

18、可選的，所述光柵結(jié)構(gòu)的材料包括有機材料和無機物顆粒的混合材料，所述無機物顆粒包括氧化鈦。

19、可選的，在所述閃耀面和反閃耀面的單面或雙面形成膜層的工藝溫度范圍為：小于80攝氏度。

20、相應(yīng)地，本發(fā)明技術(shù)方案還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底；位于襯底表面的光柵結(jié)構(gòu)，所述光柵結(jié)構(gòu)包括多個光柵齒，多個光柵齒在襯底表面呈周期性分布，所述光柵齒沿垂直于襯底表面方向的截面圖形為三角形，所述光柵齒包括閃耀面和反閃耀面，所述閃耀面和所述反閃耀面的連接處構(gòu)成所述三角形頂部的尖角；位于所述閃耀面和反閃耀面中的單面或雙面的膜層，其中，位于閃耀面表面的膜層為第一膜層，位于反閃耀面表面的膜層為第二膜層。

21、可選的，所述第一膜層位于閃耀面表面，且所述第二膜層位于反閃耀面表面，所述第一膜層和第二膜層的材料相同。

22、可選的，所述第一膜層和第二膜層的厚度不相同。

23、可選的，所述第一膜層位于閃耀面表面，且所述第二膜層位于反閃耀面表面，所述第一膜層和第二膜層的材料不相同。

24、可選的，所述閃耀面與襯底表面之間構(gòu)成所述三角形的第一夾角，所述反閃耀面與襯底表面之間構(gòu)成所述三角形的第二夾角，所述第一夾角小于所述第二夾角。

25、可選的，所述第一膜層包括增透膜或增反膜，所述第二膜層包括增透膜或增反膜；所述增透膜的材料包括氧化鈦、氮化鈦、氧化鉭或氧化鋁；所述增反膜的材料包括鋁、銀金或銅。

26、可選的，所述光柵結(jié)構(gòu)的材料包括有機材料和無機物顆粒的混合材料，所述無機物顆粒包括氧化鈦。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

28、本發(fā)明的技術(shù)方案，通過對包括有襯底和光柵齒的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角范圍進行設(shè)置，選擇性地在所述閃耀面和反閃耀面的單面或雙面形成膜層，可以靈活單獨調(diào)控只在閃耀面或者反閃耀面沉積膜層，或者在閃耀面和反閃耀面均沉積膜層、并調(diào)控閃耀面和反閃耀面的薄膜厚度比例以及在閃耀面和反閃耀面沉積相同或不同的材料。從而提升了在所述閃耀面和反閃耀面形成膜層的靈活性，并簡化了工藝流程。

29、進一步，由于所述閃耀面和所述反閃耀面的連接處構(gòu)成所述三角形頂部的尖角，通過設(shè)置所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角，使得所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，所述光柵齒的尖端會遮擋濺射粒子沉積到背向第一靶材的另一面表面，從而實現(xiàn)在所述閃耀面或反閃耀面單面鍍膜。

30、進一步，通過自轉(zhuǎn)所述承載臺，以及設(shè)置所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的法線與水平線之間的夾角，以實現(xiàn)在所述閃耀面和所述反閃耀面依次鍍膜、或者同步鍍膜，提升了在所述閃耀面和反閃耀面形成膜層的靈活性，并簡化了工藝流程。

31、進一步，在所述閃耀面和反閃耀面的單面或雙面形成膜層的工藝溫度范圍為小于80攝氏度。所述工藝溫度較低，在此溫度范圍內(nèi)光柵齒材料的性能較為穩(wěn)定，不易發(fā)生改性或形變從而影響光柵結(jié)構(gòu)的性能。