本公开涉及纳米电子器件制备，具体涉及光栅结构加工，尤其涉及一种光栅结构及其制备方法。
背景技术：
1、传统投影光刻、纳米压印、自组装是当前具有广阔应用前景的纳米电子器件制备技术，可以应用于各种微纳结构功能器件的低成本、大面积制备。其中，投影光刻由于受限于光学系统的衍射极限，无法实现衍射极限以下结构的加工。纳米压印需要经过压印胶的固化过程，使得压印固化过程耗费较多时间，降低了生产效率，并且在小周期纳米图形结构的加工过程中，纳米压印的脱模问题也是当前面临的一大挑战。自组装技术具有加工设备结构简单、成本低的优势，但是有一定规则的复杂图形结构加工，容易产生缺陷，很难实现大面积小周期图形的加工应用。
2、由此可知，当前纳米电子器件加工技术制备小周期纳米结构存在加工困难、缺陷多的问题，并且，小周期光栅的线宽、占空比也受到限制，难以以任意占空比进行制备。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供一种光栅结构及其制备方法，用于克服当前纳米电子器件加工技术制备小周期纳米结构存在的加工困难、缺陷多的问题。
2、本公开实施例的一方面提供一种光栅结构的制备方法，包括：在光刻基底上制备定位结构，定位结构的边缘陡直；在定位结构表面交替沉积第一膜层和第二膜层，构成交替膜层；在交替膜层上制备保护膜层，基于保护膜层进行平坦化处理，平坦化至暴露出定位结构的顶部；去除定位结构、保护膜层和第二膜层，得到由第一膜层构成的光栅结构。
3、根据本公开的实施例，在光刻基底上制备定位结构，包括：在光刻基底上制备导电膜层功能结构，作为定位结构，导电膜层功能结构用于定位和导电；在定位结构表面交替沉积第一膜层和第二膜层，包括：基于导电膜层功能结构的定位作用和导电作用，在导电膜层功能结构表面交替沉积第一电化学沉积膜层和第二电化学沉积膜层，分别作为第一膜层和第二膜层。
4、根据本公开的实施例，在光刻基底上制备定位结构，包括：在光刻基底上沉积极性材料定位结构，作为定位结构，极性材料定位结构用于定位；在定位结构表面交替沉积第一膜层和第二膜层，包括：基于极性材料定位结构的定位作用，在极性材料定位结构表面交替沉积第一极性分子膜层和第二极性分子膜层，分别作为第一膜层和第二膜层。
5、根据本公开的实施例，通过调节沉积的第一膜层的厚度和/或第二膜层的厚度，以控制光栅结构的周期和线宽，其中，各层第一膜层的厚度相同或不同，各层第二膜层的厚度相同或不同。
6、根据本公开的实施例，在光刻基底上制备导电膜层功能结构，包括：在光刻基底上沉积导电膜层，在导电膜层上光刻狭缝结构；对带有狭缝结构的导电膜层进行侧向刻蚀，形成导电膜层功能结构；或者，在光刻基底上沉积牺牲层，在牺牲层上光刻凹槽结构；在凹槽结构中镀导电膜层，进行平坦化处理；去除牺牲层，得到导电膜层功能结构。
7、根据本公开的实施例，沉积导电膜层或牺牲层的方法包括：溅射沉积、蒸发沉积、原子层沉积、化学气相沉积、旋涂或喷涂；光刻狭缝结构或凹槽结构的方法包括：电子束直写光刻、激光直写光刻、聚焦离子束直写光刻、等离子激光光刻、投影式光刻、离子束刻蚀、反应离子刻蚀、感应耦合等离子体刻蚀或湿法腐蚀。
8、根据本公开的实施例，在光刻基底上沉积极性材料定位结构，包括：在光刻基底上沉积极性材料，对极性材料进行刻蚀，得到极性材料定位结构。
9、根据本公开的实施例，采用原子层沉积、溅射、蒸镀、旋涂或喷涂制备保护膜层；采用湿法腐蚀或干法刻蚀去除定位结构、保护膜层和第二膜层。
10、根据本公开的实施例，定位结构的厚度范围为10 nm~500 nm；第一膜层的厚度范围为2 nm~ 50 nm，第二膜层的厚度范围为2 nm~ 50 nm；保护膜层的厚度范围为10nm~500nm，平坦化后的交替膜层的高度范围为5 nm~200 nm。
11、根据本公开的实施例，导电膜层功能结构的材料包括导电材料；第一电化学沉积膜层和第二电化学沉积膜层的材料包括第一介质材料、金属材料或合金材料；保护膜层的材料包括第二介质材料或有机材料。
12、根据本公开的实施例，第一介质材料包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锌；金属材料包括铝、银、铬或铜；第二介质材料包括氮化硅、二氧化硅和含硅的底部抗反射涂层；有机材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、光刻胶或soc。
13、根据本公开的实施例，所述极性材料定位结构的材料包括极性无机材料或极性高分子材料；第一极性分子膜层和第二极性分子膜层的材料包括极性高分子材料。
14、根据本公开的实施例，还包括：基于多片光刻基底同步制备多个光栅结构。
15、根据本公开的实施例，光刻基底包括硅衬底、石英基底或玻璃基底。
16、本公开实施例的另一方面提供一种光栅结构，光栅结构采用上述制备方法制备，光栅结构的周期小于或等于80 nm。
17、根据本公开实施例提供的光栅结构及其制备方法，至少包括以下有益效果：
18、采用常规的镀膜、光刻、刻蚀和沉积，基于定位结构的引导作用进行膜层沉积，能够得到由厚度较小的第一膜层和第二膜层构成的小周期交替膜层，再进行平坦化处理后去除第二膜层，便可以得到由第一膜层构成的超衍射极限分辨率的小周期光栅，解决了当前纳米电子器件加工技术制备小周期纳米结构存在的加工困难、缺陷多的难题。
1.一种光栅结构的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在光刻基底上制备定位结构，包括：在所述光刻基底上制备导电膜层功能结构，作为所述定位结构，所述导电膜层功能结构用于定位和导电；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在光刻基底上制备定位结构，包括：在所述光刻基底上沉积极性材料定位结构，作为所述定位结构，所述极性材料定位结构用于定位；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，通过调节沉积的所述第一膜层的厚度和/或所述第二膜层的厚度，以控制所述光栅结构的周期和线宽，其中，各层第一膜层的厚度相同或不同，各层第二膜层的厚度相同或不同。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述在所述光刻基底上制备导电膜层功能结构，包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，沉积所述导电膜层或所述牺牲层的方法包括：溅射沉积、蒸发沉积、原子层沉积、化学气相沉积、旋涂或喷涂；
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述在所述光刻基底上沉积极性材料定位结构，包括：
8.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，采用原子层沉积、溅射、蒸镀、旋涂或喷涂制备所述保护膜层；
9.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述定位结构的厚度范围为10 nm~500 nm；所述第一膜层的厚度范围为2 nm~ 50 nm，所述第二膜层的厚度范围为2 nm~ 50 nm；所述保护膜层的厚度范围为10 nm~500 nm，平坦化后的交替膜层的高度范围为5nm~200 nm。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述导电膜层功能结构的材料包括导电材料；所述第一电化学沉积膜层和所述第二电化学沉积膜层的材料包括第一介质材料、金属材料或合金材料；所述保护膜层的材料包括第二介质材料或有机材料。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第一介质材料包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锌；所述金属材料包括铝、银、铬或铜；所述第二介质材料包括氮化硅、二氧化硅和含硅的底部抗反射涂层；所述有机材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、光刻胶或soc。
12.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述极性材料定位结构的材料包括极性无机材料或极性高分子材料；第一极性分子膜层和第二极性分子膜层的材料包括极性高分子材料。
13.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括：
14.一种光栅结构，其特征在于，所述光栅结构采用权利要求1-13中任一项所述的制备方法制备，所述光栅结构的周期小于或等于80 nm。
