微透镜阵列元件制作工艺

　　微透镜阵列元件作为一种重要的光学元件，具有体积小、重量轻、集成度高的特点，吸引了大量的目光。伴随着半导体工业的发展，光刻和微细加工技术的提高，自上世纪八十年代起，相继出现了一系列崭新的微透镜阵列制作技术。由于透镜阵列器件分为折射型微透镜阵列和衍射型微透镜阵列，它们在制作工艺也开发出不同的方法。

　　折射微透镜的制作方法

　　由于折射微透镜阵列器件在聚光、准直、大面阵显示、光效率增强、光计算、光互连及微型扫描等方面越来越广泛的应用，它的制作工艺和方法得到了日益深入的研究。到目前为止，已经出现很多制备折射微透镜阵列的方法，光刻胶热回流方法、激光直写方法、微喷打印法、溶胶一凝胶法、反应离子刻蚀法、灰度掩模法、热压模成型法、光敏玻璃热成型法删等。下面主要介绍几种主流的微透镜阵列制作方法。

　　(1)光刻胶热回流技术

　　光刻胶热回流法(熔融光刻胶法)是Poporie于1988年提出的，整个工艺过程可以分为三步：一、对基板上的光刻胶在掩模的遮蔽下进行曝光，曝光图案呈圆形，矩形或正六边形;二、对曝光后的光刻胶进行显影并清洗残余物质;三、放置于加热平台上，热熔成型。由于这种方法具有工艺简单，对材料和设备的要求较低，工艺参数稳定且易于控制，复制容易等优点，被广泛地用于微透镜阵列的制作当中。

　　然而利用这种技术制作的微透镜阵列也存在诸多缺点：一、由于光刻胶对于基板材料存在浸润现象，当光刻胶在熔融状态时与基板的附着力是一定的，那么当熔融光刻胶成型以后微透镜球面轮廓与基板之间存在浸润角，使微透镜的边缘存在一定的曲率，而中间部分下陷;二、一般情况下微透镜阵列的填充因子不会超过80%，而且光刻胶在熔化后容易粘连，相邻的熔融光刻胶一旦接触后，不会形成透镜的面形。由于填充因子不高，使入射的光不能充分利用，并且会引起背景噪声;三、由于光刻胶本身的机械性能和化学性能比较差，光学性能也不高，不适于作为微透镜或其他微结构的材料。