阅读说明：本技术 一种基于苯并环丁烯和氧化硅球的微透镜制备方法 (Method for preparing microlens based on benzocyclobutene and silicon oxide balls ) 是由 解意洋 庞伟 潘冠中 徐晨 王秋华 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于苯并环丁烯和氧化硅球的微透镜制备方法,利用SiO2和BCB来作为微透镜的制备材料不仅可以制备出不同球冠大小微透镜还可以制备出不同弧度的微透镜。该微透镜包括衬底、BCB和SiO2微球,用匀胶机将混有SiO2微球的BCB旋涂在衬底上,经加热固化和等离子刻蚀(RIE)在衬底上制备出由BCB和SiO2微球构成的微透镜结构。利用SiO2和BCB来作为微透镜的制备材料不仅可以制备出不同球冠大小微透镜还可以制备出不同弧度的微透镜。(The invention discloses a method for preparing a micro-lens based on benzocyclobutene and silicon oxide spheres, which can be used for preparing micro-lenses with different spherical crown sizes and micro-lenses with different radians by using SiO2 and BCB as the preparation materials of the micro-lens. The micro-lens comprises a substrate, BCB and SiO2 microspheres, wherein the BCB mixed with the SiO2 microspheres is spin-coated on the substrate by a spin coater, and a micro-lens structure consisting of the BCB and the SiO2 microspheres is prepared on the substrate through heating curing and plasma etching (RIE). The SiO2 and BCB are used as the preparation materials of the micro lens, so that the micro lens with different spherical crown sizes and different radians can be prepared.)

一种基于苯并环丁烯和氧化硅球的微透镜制备方法

技术领域

本发明属于微纳加工技术领域，具体涉及一种微透镜设计与加工制备方法。

背景技术

微透镜在改善半导体发光器件(如：发光二极管，激光器等)光束质量方面具有重要的应用，在光通讯、光互连与光交换、光学信息处理和微光学传感器等方面有着广泛的应用。传统的微透镜制备工艺存在着诸多弊端，比如透镜表面粗糙、难以形成均匀的圆形球面透镜、加工步骤复杂和加工成本高昂等等。苯并环丁烯类聚合物(BCB)拥有众多优异的性能(成膜性能好、膜平整度高、保持性好、机械性能优异、耐高温、介电常数小、介电损耗小、吸湿率低等)，在高新微电子电器、医用材料、航天航空、光电器件、非线性光学材料等领域中已经广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单低成本的基于刻蚀工艺的微透镜制备方法，利用SiO2和BCB来作为微透镜的制备材料不仅可以制备出不同球冠大小微透镜还可以制备出不同弧度的微透镜。

如图1所示，一种基于刻蚀技术制备的为微透镜，该微透镜包括衬底(1)、BCB(2)和SiO2微球(3)，用匀胶机将混有SiO2微球(3)的BCB(2)旋涂在衬底(1)上，经加热固化和等离子刻蚀(RIE)在衬底(1)上制备出由BCB(2)和SiO2微球(3)构成的微透镜结构。

SiO2微球(3)的直径分别为5μm、6μm或7μm。

因此本发明提出采用氧化硅小球(直径分别为5μm、6μm、7μm)和苯并环丁烯(BCB)，利用反应离子刻蚀(RIE)技术，对制备不同球冠大小的微透镜和同一球冠大小的微透镜进行了深入细致的研究，确定了最优参数，实现了不同球冠直径且形貌良好的微透镜。

附图说明

图1：本发明采用刻蚀工艺制备的微透镜整体结构侧视图；

图2：衬底的侧视图；

图3：混有SiO2微球的BCB旋涂在衬底上的的侧视图；

图4：经反应离子刻蚀(RIE)刻蚀出透镜结构的侧视图；

图中：1、衬底2、BCB 3、SiO2微球。

具体实施方式

下面结合图2至图4介绍一下本发明制备微透镜的工艺方法。

一种基于刻蚀技术制备的微透镜，该微透镜包括衬底(1)、BCB(2)和SiO2微球(3)。用匀胶机将混有SiO2微球(3)的BCB(2)旋涂在衬底(1)上，用热板将BCB固化后再用等离子刻蚀(RIE)在衬底(1)上制备出由BCB(2)和SiO2微球(3)构成的微透镜结构。

一种基于刻蚀技术制备的微透镜制备方法，该方法的制备过程如下：

步骤1、利用超声清洗衬底(1)。衬底(1)放置在盛有丙酮的烧杯中，然后将烧杯置于超声机里面进行超声清洗。重复两次后，将丙酮换成乙醇，再次进行超声反复清洗。再将衬底(1)用去离子水冲洗20次及以上；得到清洗之后的衬底(1)。

步骤2、将清洗之后的衬底(1)用氮***吹干，然后置于温度为100℃的烘箱内烘5分钟，以保证衬底(1)表面干燥。

步骤3、将SiO2微球(3)均匀溶于BCB(2)中。用电子秤称量适量的SiO2微球(3)和BCB(2)并溶于一起，然后放进超声清洗机中进行超声清洗，以保证SiO2微球(3)均匀分布在BCB(2)中。

步骤4、用匀胶机将混有SiO2微球(3)的BCB(2)旋涂在衬底(1)上，将热板设置相应的温度梯度，以保证BCB(2)充分固化。

步骤5、用等离子刻蚀(RIE)刻蚀固化后的芯片，控制刻蚀条件和时间，以保证除SiO2微球(3)区域外的BCB(2)刻蚀干净，从而也得到了微透镜的结构，继续增加刻蚀时间也会得到不同弧度的微透镜结构。

本发明提出采用氧化硅小球(直径分别为5μm、6μm、7μm)和苯并环丁烯(BCB)，利用反应离子刻蚀(RIE)技术，对制备不同球冠大小的微透镜和同一球冠大小的微透镜进行了深入细致的研究，确定了最优参数，实现了不同球冠直径且形貌良好的微透镜。