CN103813991A - 用于使玻璃类材料构成的扁平基材结构化的方法和光学组件 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于在粘稠流动工艺过程中使由玻璃类材料构成的扁平基材结构化的方法，其中所述玻璃类扁平基材与扁平基材的表面接合，所述扁平基材具有由位于表面中的周边边缘限界的至少一个凹陷，并且在随后的退火工艺过程中，所述玻璃类扁平基材变为粘稠的自由流动状态，其中扁平基材的至少部分自由流动的玻璃类材料流过周边边缘，进入半导体扁平基材的凹陷中。本发明的特征在于设置扁平基材，其至少一个凹陷具有至少一个润湿表面，该润湿表面相对于扁平基材的表面下陷，并至少部分地由线型边缘限界，同时，该线型边缘是设置在凹陷中并且相对于润湿表面下陷的沟结构的边缘，和/或由可属于润湿表面的自由流动的玻璃类材料的润湿性质的不连续变化确定，其特征在于在退火工艺过程中，使自由流动的玻璃类材料与润湿表面接触，其方式为沿线型边缘形成润湿前锋，并且其特征在于随着在润湿前锋和周边边缘之间延伸而不与扁平基材接触的玻璃类材料的表面的形成终止退火工艺，所述玻璃类材料的表面与所述凹陷的子区域封闭成空腔。

Description

用于使玻璃类材料构成的扁平基材结构化的方法和光学组件

技术领域

本发明涉及用于在粘稠流体工艺过程中使玻璃类材料构成的扁平基材结构化的方法，其中玻璃类扁平基材与扁平基材，优选半导体扁平基材的表面接合，该表面具有至少一个由位于表面中的周边边缘限界的凹陷，并且在后续的退火工艺过程中，玻璃类扁平基材变为粘稠的自由流动的状态，其中扁平基材的至少部分自由流动的玻璃类材料流动经过周边边缘，流入扁平基材中的凹陷中。此外，描述了可使用上述方法制造的光学部件。

背景技术

用于通过硅技术或晶片制造来制造光学组件的制造工艺使得可设计小型化的光学或微光电机械系统(MOEMS)的实施方案，微光电机械系统提供光学组件，其作为在所谓的圆片级封装(WLPs)中的外壳部件的构成元件。该方法还具有节约成本的较大可能性，因为成百上千的部件可在晶片上平行加工。此外，在光学部件与支持以上所述的微机械固定结构的接合中，不需要提供任何结合工具或调节辅助物，特别是由于制造工艺固有包括机械性上非常精确的接合机构。

该制造方法例如描述于EP1606223B1中，其基于根据粘稠的玻璃流体的光学表面的制造。为了该效果，例如通过阳极接合或直接接合(熔融接合)将包括第一玻璃类的第一晶片与包括硅或熔点更高的第二玻璃类的第二晶片连接。在其两个平行表面处，第二晶片包括提供三维表面轮廓的凹陷，三维表面轮廓因凹陷而产生，并包括在一侧开放的结构化空腔。当接合后的平面区域牢固地与第一晶片连接时，一旦例如在700-800℃下的退火工艺中的所述晶片已充分达到低粘度，空腔使第一晶片的玻璃材料自由流动。在玻璃自由流入结构化的第二晶片的空腔的过程中，第一晶片表面的形成由玻璃的表面张力决定性地确定。由此，取决于深度结构化的空腔和玻璃烘箱中的气氛之间的压差，下凹或凸起的结构形成于第一晶片表面上，所述表面面对空腔。

此外，玻璃流动工艺受其他因素，例如受流入空腔的粘稠玻璃材料的流动前锋(front)的几何设计、以及受玻璃的材料输送而移动的气体体积的影响。当内部压力和环境压力之间的平衡已达到时，当空腔完全充满时(条件是它之前已被排空)，或当玻璃材料的粘度不再足以支持流动时，流动工艺就立即停止。在玻璃加工中，一般而言，如果工艺温度降至低于临界温度值，则情况为后者。

除了使用玻璃之外，透明聚合物也可用于在上述粘稠流体工艺过程中生产光学部件。如果选择合适的聚合物，也可例如以可控方式通过光引发的化学固化降低粘度以以此方式实现流动停止。

在迄今已知的粘稠流体工艺的变型中，二维结构平面被用于确定形成中的光学部件的基本形状，而所述光学部件的高度轮廓来自于工艺控制产生。例如，可以该方式容易地制造具有球形轮廓的光学透镜，因为球形从圆形基本形状和处于力平衡的表面产生。通过包括动态流体运动，还可叠加所谓的非球形校正，即球形基本形状的锥形或双曲线部件。

粘稠流体工艺在具有可自由形成的光学表面的光学部件的制造或用于例如通过压花技术而压印成形的特别平滑的自由形式的表面的制造中是特别有利的，因为不需要表面的机械抛光或后加工。因此，已知的方法用途涉及从如上所述可用作用于形成第一晶片的第二晶片的较高熔点的玻璃制造复制的形状。但是，为了形成三维结构，在自由的粘稠流动中，使用者只能得到表面润湿和表面张力的物理效果。

EP1572594B1公开了一种用于上述的光学透镜的后加工的方法，在该方法中通过由模制工具支持的热学后加工步骤可去除透镜和玻璃类扁平基材之间的过渡区域中的倾斜度增大的椭圆形区域。

与此相对，以任何理想方式大幅倾斜并可用作镜子或光学棱镜的平坦表面的制造是有问题的。相似地，使用迄今为止已知的粘稠流体工艺不可能制造沿任何理想的轮廓的表面，例如等角的或斜角的共面锥体段形状的表面。

事实上，用于产生突出结构的已知制造工艺基于复制工艺，例如棱镜的模制。在这些玻璃压印技术中，由于涉及高操作温度，只有能够耐受所经历的高温和高压的那些材料可以考虑用于模具结构。但是，该方法仅允许小工件的复制，而不允许整个晶片的复制。在晶片技术领域，作为减成法(subtractive process)，使用具有高精度的数控机器的金刚石研磨以产生具有几乎光学质量的微结构化的表面。在此情境下超声加工和激光直接结构化是进一步的选项。通过化学后加工，表面可平滑至通常达到足够的光学质量。此外，存在允许高度轮廓结构化的化学蚀刻技术。在数微米的高度轮廓情境下，额外的工艺，例如蒸气沉积几乎不值得考虑。

发明内容

本发明的目的是改进用于在粘稠流体工艺过程中使玻璃类材料构成的扁平基材结构化的方法，其中玻璃类扁平基材与扁平基材的表面接合，扁平基材的表面具有至少一个由位于表面中的周边边缘限界的凹陷，并且在后续的退火工艺过程中，玻璃类扁平基材变为粘稠的自由流动的状态，其中扁平基材的至少部分自由流动的玻璃类材料流动经过周边边缘，流入扁平基材中的凹陷中，以此方式，可由所述玻璃类材料永久性地形成以任何理想方式大幅倾斜的平坦表面。此外，如需要，应可给予这些平坦表面正曲率或负曲率。通过本发明的方法，此外应可制造具有高度光学可积性(optical integrability)的光学部件。

如权利要求1所述，满足了本发明的基本目的。满足本发明目的的光学部件形成权利要求13的部件。有利改善创造性的特征形成从属权利要求和进一步说明的部分，具体参照示例实施方案。

根据本发明，产生用于根据权利要求1的前序部分的特征，在粘稠流体工艺过程中使玻璃类材料构成的扁平基材结构化的方法，其中设有扁平基材，扁平基材的至少一个凹陷具有至少一个润湿表面，其相对于扁平基材的表面下陷(countersunk)，并且至少部分地由线型边缘限界，线型边缘同时是设置在凹陷内并相对于润湿表面下陷的沟结构的边缘，和/或由可指定为润湿表面的自由流动的玻璃类材料的润湿性质的不连续变化确定。在退火工艺中，自由流动的玻璃类材料以三维稳定的润湿前锋沿线型边缘形成的方式接触润湿表面，其中在形成玻璃类材料的表面后结束退火工艺，所述玻璃类材料的表面在润湿前锋和周边边缘之间延伸而不接触扁平基材，并与凹陷的子区域封闭空腔。

此外，半导体扁平基材，例如硅被用作扁平基材，特别是因为一方面半导体材料提供比玻璃更高的熔化温度(其是所使用的扁平基材的重要要求)，并因为另一方面，半导体材料使得能够使用半导体技术中已知的结构化方法。当然熔化温度高于玻璃的其他材料也可使用，例如陶瓷或其他经选择的金属或金属合金。

本发明的核心理念是提供粘稠的自由流动的玻璃类材料与位于表面结构化的半导体扁平基材的凹陷中的润湿表面的受控接触。该润湿表面相对于半导体基材的表面下陷，并且在侧表面延伸，由线型几何和/或同时用作粘稠的自由流体玻璃质的流动边界的虚拟表面边缘限界。

在流动工艺过程中，扁平基材的软化的粘稠的自由流动的玻璃材料遍及周边边缘，其将半导体扁平基材的表面上的凹陷限界入凹陷中，并产生与设置在该位置的润湿表面接触，其中在玻璃材料的接触区域和半导体基材的侧壁(其形成凹陷边界)之间，形成玻璃类材料的表面，其延伸且一方面不接触半导体基材表面上的凹陷的周边边缘，另一方面由润湿表面上形成的润湿前锋限界。

当在进一步的流动工艺过程中在与润湿表面接触的粘稠的自由流动的玻璃的润湿边缘方向上铺展时，润湿前锋到达润湿边缘，避免了在润湿表面平面上的任何其他侧面铺展。由此，通过线型润湿表面边缘的几何设计，可以确定玻璃类材料的表面的形状和大小，在不接触半导体基材之下，在周边边缘和润湿边缘之间形成玻璃类材料的表面。例如，如果至少一段周边边缘和至少一段润湿表面边缘设计为直线，其中两个边缘区域相互平行延伸，则扁平或平坦的表面或包括倾斜平面的表面在两个边缘区域之前形成。

被用作润湿终点的润湿表面上的线型边缘可基本上以以下两种方式实现。

a)凹陷底面的局部或选择性的机械和/或化学表面处理可改变粘稠的自由流动的玻璃的润湿性质，其方式为自由流动的玻璃的润湿前锋在经处理的底部区域比在未施加表面处理的其他底部区域铺展更快。以此方式产生的润湿表面由此表示凹陷底面的表面区域，其表面区域已经过表面处理；它在其经表面处理的周边边缘，从未经处理的底部区域仅通过虚拟边缘线限界，虚拟边缘线上可观察到润湿性质的不连续过渡。特别合适的表面处理包括例如在Si扁平基材上沉积SiO₂层。

b)用于产生由线型边缘包围的润湿表面的另一选择是提供沟结构，其在至少一些区域中，但优选在整个周边上包围润湿表面，以此方式通过几何形状产生线型边缘，在线型边缘上停止粘稠的自由流动的玻璃材料的润湿前锋的侧面铺展。当然，可将两个手段a)和b)组合以形成润湿表面的线型侧面边界。

为了避免粘稠的玻璃类材料在润湿表面的线型边缘上的任何不受控的溢流，当润湿前锋已到达润湿表面的线型边缘时，通过降低工艺温度，并因此增大粘度和抑制自由流动性质而结束流动工艺。

此外，润湿前锋沿润湿表面的铺展性质可受实施退火工艺的烘箱腔室或工艺腔室中的压力条件变化的影响。

在优选方法中，在进行退火步骤之前，以不透气的方式通过阳极接合或直接结合(熔融结合)将玻璃类扁平基材接合至半导体扁平基材的表面，其表面包括凹陷。接合工艺优选在预设工艺压力或环境压力下，在气体气氛存在下进行，在封闭半导体基材中制得的凹陷之后，以不透气的方式对该工艺中形成的空腔中的玻璃类扁平基材保持所述压力。

在退火烘箱中进行的退火工艺过程中，粘稠的玻璃材料流入空腔中，并在该工艺中减少空腔中存在的气体体积，其中空腔中减少的气体体积一方面受空腔壁区域的限制，另一方面受玻璃类材料的自由表面的影响，自由表面在润湿表面的润湿前锋和位于半导体基材表面上的周边边缘之间形成。

通过提高或降低退火烘箱中的工艺压力，可影响润湿前锋沿润湿表面的动力学前行。由此，以该方式可例如完全使沿润湿表面的任何润湿前锋的侧向前行停止，只要设置烘箱腔室中的工艺压力，使空腔中封闭的气体压力防止润湿前锋的进一步侧向铺展。

根据本发明方法首次使在对晶片表面倾斜下制造平坦的无接触玻璃表面成为可能，所述倾斜可设置在宽范围内，例如10°-80°之间的倾角。该平坦的无接触表面在相互平行对齐的两个直线边缘轮廓之间形成，其中一个边缘轮廓表示粘稠的自由流动材料的润湿前锋，润湿前锋由其边缘轮廓预设在润湿表面上，另一边缘轮廓是在半导体基材表面上的周边边缘。

有利地，在玻璃表面的制造中，可中断退火工艺并对空腔建立开放通路。例如，为此效果，在蚀刻工艺或钻孔工艺过程中，在半导体基材的后部产生至空腔的贯通槽，其前部由玻璃类扁平基材封闭。在退火工艺的后续中，由于贯通槽，在空腔中存在的工艺压力与退火烘箱中的压力相同。因此，自动形成平坦表面，其相对于弯曲的表面几何具有最小的表面张力。

此外，可以再次中断退火工艺以例如封闭贯通槽，并且随后可再次继续。

此外，如果在退火工艺中的工艺压力以受控方式变化，则以此方式可影响玻璃类材料的表面的成形，该表面延伸而不接触润湿前锋和周边边缘之间的半导体基材。如果从玻璃类材料的表面状态出发，该表面以平坦方式在润湿前锋和周边边缘之间延伸，则降低退火烘箱中的工艺压力，所得的玻璃类材料的无接触表面设想是凹形的。相反地，如果工艺压力以受控方式增大，则形成凸出的、自由的，即无接触的玻璃类材料的表面。

此外，表面延伸而不接触的玻璃类材料的表面的几何形状可能受影响，因为较低的润湿前锋和上周边边缘的边缘轮廓是经几何设计的，而不以直线平行的形状，例如抛物线或圆形。以此方式，可制备相应不同形状的表面。变化选择对于润湿前锋的几何设计和周边边缘而言是几乎无限的；这些选择仅受待制备的理想光学目标表面的指引。

在退火工艺完成之后，半导体玻璃基材复合材料表面的后续加工取决于根据本发明已制备而未接触的玻璃类材料的表面的目标技术目的。以下描述将参照以下的示例实施方案，在优选实施方案中，已制备而未接触的玻璃类扁平基材的表面起着复制模具的作用。为此目的，在退火工艺完成之后，需将玻璃类扁平基材与半导体扁平基材分离以保持其形状。分离工艺例如可通过本身已知的蚀刻技术或使用牺牲层进行，在由玻璃类材料构成的扁平基材与半导体扁平基材接触之前将牺牲层置于两个基材表面之间。

在另一项应用中，根据本发明的已制备而未接触的表面的玻璃类材料的表面被用作光学元件中用于导引光的光学表面。为此效果，必须在玻璃类扁平基材和半导体扁平基材之间至少划分子区域。以此方式设计的光学元件的优选实施方案提供与半导体基材完全分离的扁平基材，其包括玻璃类材料，该扁平基材在一个面上根据本发明构造，并在相反面上是平坦设计。在由玻璃类材料构成的扁平基材的平坦表面上，间接或直接地布置光源，通过平坦表面，光源将光射入由玻璃类材料构成的结构化的扁平基材中，以此方式，在由玻璃类材料构成的扁平基材中的光偏斜的光学有效表面上的光是可偏转的。

根据本发明的光学部件，所述部件包括至少一个光学有效表面，其形成由玻璃类材料构成的结构化扁平基材的一部分，光轴可属于所述有效表面，所述光学部件的特征在于光轴与可属于扁平基材的扁平基材的表面包围角度α，该角度α不是0°或90°，其中光学有效表面具有相当于未接触已制备的玻璃类材料的表面的表面平滑度的表面平滑度。

这样的光学部件可特别用本发明方法制得，并且特征特别在于在晶片平面处的高完整度。由此，以该方式可实现用于耦联至光学纤维(例如在光学芯片、印刷电路板、玻璃纤维等中)的激光器或光二极管。

附图说明

以下参照示例实施方案和附图描述本发明的实例，而不限制本发明的一般范围和本质。附图显示：

图1a-f用于解释对于玻璃类材料的表面的无接触制造的根据本发明的方法的连续图；

图1g用于复制表面结构的方法相关步骤；

图1h光学部件中的成型玻璃基材的使用；

图2a-g用于说明在从玻璃类材料以无接触方式制造的可替代表面的连续图；

图2h光学元件的侧视图。

具体实施方式；工业应用

根据图1a-f的连续图在各情况中显示由玻璃类材料构成的扁平基材1的横截面图，扁平基材1已接合至半导体扁平基材2。

图1a显示半导体扁平基材2的横截面或部分横截面，半导体扁平基材2设计为硅晶片，其表面2'具有凹陷3，其由位于表面2'中的周边边缘3'限界。凹陷3优选在化学蚀刻工艺过程中引入半导体扁平基材2中。假设如示例性实施方案中显示的，凹陷3由平坦凹陷底面3''和包围凹陷底面3'的侧壁3'''包围。

此外，在否则平坦的凹陷底面3''上设有经表面处理的区域4，其另外作为润湿表面，使得在用自由流动的玻璃类材料润湿时形成沿润湿表面4比凹陷底面3''的未表面处理或未表面改性的表面区域铺展更快的动态铺展的润湿前锋。合适的表面改性例如是在Si扁平基材上设置SiO₂层。

润湿表面4由线型边缘4'限界，其上以上述含义出现自由流动的玻璃类材料的属于润湿表面4的润湿性质上的不连续变化。

在半导体扁平基材2的表面2'上，由玻璃构成的扁平基材1的以不透气的方式，优选在阳极结合或熔融结合过程中接合，并以该方式以密封不透气的方式封闭凹陷3，使得凹陷3与扁平基材1形成密封封闭的空腔K。

在根据图1b的工艺步骤中，在退火烘箱(未显示)中加热上述晶片复合物，使得由于粘稠的流动，扁平基材1的玻璃或玻璃类材料进入空腔K的区域。粘稠的自由流动的玻璃材料建立与润湿表面4的接触，同时形成沿润湿表面4侧向铺展的润湿前锋。润湿前锋因玻璃材料沿润湿表面4的连续自由流动而铺展，直至它到达表面改性的润湿表面4的边缘4'，在此润湿前锋停止。大致此时，降低退火烘箱中的工艺温度，并因此也降低扁平基材1的玻璃材料的自由流动性质。这在图1c的连续图中示出，其中还显示了未接触而形成的扁平基材1的玻璃材料的表面5。自由的表面5与凹陷底面3''和凹陷壁3'''都间隔开，并且在一方面润湿表面4的周边边缘4'与另一方面凹陷3的周边边缘3'之间无接触地形成悬垂的表面区域。

图1d显示通过降低退火烘箱中的压力比，可产生粘稠玻璃材料的回流，由此，可以减少的方式改变自由表面5的曲率(参见与图1c的比较)。取决于工艺控制，通过后期热处理和通过烘箱中的压力比的合适设定，可设定表面5上的特定表面曲率。例如，可产生根据图1d的目标凸出形状、根据图1e的平坦表面形状和根据图1f的下凹表面形状。

当已实现表面5的特别理想的形状时，包括半导体扁平基材2和玻璃类扁平基材1的复合体需尽可能快地从退火烘箱去除，并需被置于具有较低环境温度的环境中，使得快速发生软化的玻璃材料的冷却以以此方式在空间上“冷冻”表面几何形状。正常地，将来自其中的工艺温度为约800℃的退火烘箱的基材复合物置于约500℃的温度的冷却区域中是足够的。

铺展的无接触表面5的尺寸和形状可在一方面受润湿表面4的边缘几何形状4'和周边边缘3'的边缘几何形状的影响。此外，两条边缘线4'和3'之间的横向距离也起着无接触形成的表面5的跨度的作用。

对于根据本发明的方法的可精确重现的施用性，可几何学上精确确定的沿润湿表面在其边界边缘4'处的润湿停止是决定性因素。

从根据图1f的工艺状态(其状态中，玻璃类扁平基材1包括略微凸起形状的表面区域5)开始，在另一工艺步骤(未显示)中，在蚀刻工艺过程中，从扁平基材1去除半导体扁平基材2。在另一工艺中，现在以独立方式存在的单面结构化的扁平基材1被用作用于后续模制工艺的复制模具，图1g中示出其结果。假设在根据图1f的扁平基材1上，在扁平基材1的结构化顶部上，在真空条件下粘结由低温下熔化的玻璃组成的另一玻璃晶片6。在随后的退火工艺过程中，玻璃晶片6完全符合扁平基材1的表面形状的轮廓，如图1g所示。在退火工艺的实施中，选择工艺温度，在该温度下用作复制模具的扁平基材1保持形状稳定，因而复制模具可重复多次使用。为了将用作复制模具的扁平基材1与表面结构化的玻璃晶片6分离，使用包含例如硅或锗的预先涂覆在表面结构化的扁平基材1上的层，该层最后可被蚀刻去除，在该工艺中不会破坏玻璃晶片6的表面结构，也不会破坏扁平基材1的表面结构。

图1h显示使用了上述表面结构化的玻璃晶片6的光学部件的横截面视图。具有根据本发明产生的高度轮廓的玻璃晶片6在其平坦表面上与硅晶片7粘结。通过合适选择的蚀刻技术，光学透明的窗口8被引入硅晶片7中。在该布置中，光学透明的窗口8位于表面形状5之上，该表面形状5是通过以完全符合根据本发明产生的扁平基材1的表面5的轮廓的方式进行模制而产生的。

图1h中显示的玻璃晶片6在表面5上局部地或在结构化表面上全面地镜面化。此外，在硅晶片7的表面上，已布置光发射器9，例如竖直发射的激光二极管，其以如下方式相对于光学透明窗口8设置，从光发射器9发出的光束L照射在略微下凹的镜面化表面5上。在该表面5处，光束L向侧面偏转，同时以单轴或双轴聚焦或准直。

在根据图2a至2g的连续图中，示出了用于不接触制造玻璃类材料的光学表面5的根据本发明的第二方法变化。

图2a是半导体扁平基材2的横截面视图，其优选以硅晶片的形式，在其表面2'上使用合适的蚀刻技术设置凹陷3。此外，假设半导体扁平基材2和凹陷3以合适的方式，优选镜面对称地延伸至点划线的左侧。在第二蚀刻步骤中，在凹陷3的区域中产生沟结构10，其在外围至少区域性地包围凹陷底面3''。在图2b所示的示例实施方案中，沟结构10齐平地连接至凹陷壁3'''。通过在凹陷底面3''的直接边缘处设置沟结构10，所述凹陷底面3''设有边缘线3*，其周向限界所述凹陷底面3''，其边缘线3*此外还起着粘稠的自由流动的玻璃物料的铺展的润湿前锋停止的作用。任选地，在第二蚀刻步骤的情境下，可在半导体扁平基材2的表面内引入其他凹陷11，但是，其他凹陷11在本发明方法的情境下不是特别重要的。

图2c显示工艺步骤，其中由玻璃类材料构成的扁平基材1粘结至半导体扁平基材2的表面上。在该工艺中，扁平基材1再次在凹陷3的区域中以不透气的方式封闭空腔K。通过提高退火烘箱中的工艺温度，在该退火烘箱中放入两个粘结的扁平基材1,2，玻璃类材料以粘稠状流入凹陷3,11中，其中扁平基材1的玻璃物料开始润湿用作润湿表面4的凹陷底面3''(在该情境下参见图2d)。通过使玻璃物料降低至凹陷底面3''，在凹陷底面3''的边缘线3*的方向上发生润湿前锋B的横向前行，边缘线3*通过沟结构10预设(参见图2e)。当润湿前锋B到达边缘线3*的位置时，起着润湿表面作用的凹陷底面3"的横向润湿停止，而沟结构10不被填充。当达到根据图2f的该润湿状态时，降低退火烘箱中的工艺温度，使得可靠地避免沟结构10被填充。以此方式，形成玻璃类材料的自由表面5，该表面5由下边缘，即由凹陷底面3''的边缘线3*以不接触的方式延伸至凹陷3的上周边边缘3'。取决于退火烘箱中的操作压力与空腔K中封闭的压力之间的压力比，形成凸或凹或直线形状的表面。通过改变退火烘箱的操作压力与空腔K之间的压力比，并以补充的方式通过改变退火烘箱中的工艺温度，可以如下方式改变弯月面的形状，即表面5的曲率，所述弯月面在垂直方向上是凹的、凸的或直线形状的。

从图2g显示的扁平基材组合开始制造图2h中示出的光学元件，扁平基材组合包括单面结构化的半导体扁平基材2和由玻璃类材料构成的扁平基材1，扁平基材1同样在根据本发明实施的流动工艺过程中单面结构化。为此，首先去除由玻璃类材料构成的扁平基材1，与半导体扁平基材2的表面2'平齐，使得仅玻璃材料剩余在凹陷3和11中。此外，在沟结构10的区域中，通过蚀刻技术向下开放半导体扁平基材。以此方式产生根据本发明无接触制造的表面5的下方通路，使得表面5单面具有镜面层12。由此，自由玻璃表面5起着镜面元件的作用，其用于聚焦如所示设置在层布置的表面上的激光二极管9垂直于该表面射入的光束L。此外，设置驱动器芯片13，其用于对从激光二极管9发出的光信号进行高频调制。为此将驱动器芯片13通过电线14与激光二极管9连接，电线14与半导体扁平基材2通过扁平基材1的玻璃介电脱离，该玻璃已置于空腔11中。

附图标记列表

1扁平基材

2半导体扁平基材

2'半导体扁平基材的表面

3凹陷

3'凹陷的周边边缘

3''凹陷底面

3'''凹陷壁

3*凹陷底面的边缘

4表面改性的凹陷底面、辅助表面或润湿表面

5玻璃类材料的无接触表面

6来自低熔点材料的玻璃晶片，作为1

7硅晶片

8透明窗

9光发射器，激光二极管

10沟结构

11第二凹陷

12发射层

13驱动芯片

14连接线

B润湿前锋

K空腔

L激光束

Claims (15)

1.用于在粘稠流动工艺过程中使由玻璃类材料构成的扁平基材结构化的方法，其中所述玻璃类扁平基材与扁平基材的表面接合，所述扁平基材具有由位于表面中的周边边缘限界的至少一个凹陷，并且在随后的退火工艺过程中，所述玻璃类扁平基材变为粘稠的自由流动状态，其中扁平基材的至少部分自由流动的玻璃类材料流过周边边缘，进入半导体扁平基材的凹陷中，

其特征在于设置扁平基材，其至少一个凹陷具有至少一个润湿表面，该润湿表面相对于扁平基材的表面下陷，并至少部分地由线型边缘限界，同时，该线型边缘是设置在凹陷中并且相对于润湿表面下陷的沟结构的边缘，和/或由可属于润湿表面的自由流动的玻璃类材料的润湿性质的不连续变化确定，

其特征在于在退火工艺过程中，使自由流动的玻璃类材料与润湿表面接触，其方式为沿线型边缘形成润湿前锋，并且

其特征在于随着在润湿前锋和周边边缘之间延伸而不与扁平基材接触的玻璃类材料的表面的形成终止退火工艺，所述玻璃类材料的表面与所述凹陷的子区域封闭成空腔。

2.权利要求1的方法，其特征在于，通过表面改性选择润湿表面的润湿性质，其方式为在用自由流动的玻璃类材料使润湿表面润湿的过程中，形成比在未表面改性的表面上铺展更快的动态铺展的润湿前锋。

3.权利要求1或2的方法，其特征在于，通过阳极结合或直接结合(熔融结合)进行玻璃类扁平基材与扁平基材的表面的接合。

4.权利要求1-3任一项的方法，其特征在于，所述玻璃类扁平基材以不透气的方式封闭至少一个凹陷，由此形成封闭空腔，并且其特征在于，在气体气氛存在下，在可预设的工艺压力下进行玻璃类扁平基材的接合，使得直接在接合后，在形成的空腔中封闭部分气体气氛。

5.权利要求4的方法，其特征在于，在退火过程中，通过受控制地改变工艺压力，影响在润湿前锋和周边边缘之间延伸而不与扁平基材接触的玻璃类材料的表面的形状。

6.权利要求5的方法，其特征在于，通过降低工艺压力使得在润湿前锋和周边边缘之间延伸而不与扁平基材接触的玻璃类材料的表面变形为下凹的，而在提高工艺压力时使所述玻璃类材料的表面变形为上凸的。

7.权利要求4的方法，其特征在于，中断退火工艺至少一次，产生至至少一个空腔的开放通路，并且退火工艺继续进行。

8.权利要求7的方法，其特征在于，再中断退火工艺至少一次，封闭至少一个开放通路，并且退火工艺继续进行。

9.权利要求1-8任一项的方法，其特征在于，在完成退火工艺之后，将玻璃类扁平基材与扁平基材分离，从而保持其形状以得到玻璃类扁平基材的结构化表面，并且

其特征在于，将玻璃类扁平基材的结构化表面用作复制模具。

10.权利要求1-8任一项的方法，其特征在于，在完成退火工艺之后，将玻璃类扁平基材完全地或在子区域中与扁平基材分离，从而保持其形状以得到玻璃类扁平基材的结构化表面，并且

其特征在于，至少使用在润湿前锋和周边边缘之间或初始在润湿前锋和周边边缘之间延伸而不接触扁平基材的玻璃类材料的表面作为光学元件的光学有效表面。

11.权利要求1-10任一项的方法，其特征在于所述扁平基材由熔化温度高于玻璃类扁平基材的熔化温度的材料构成。

12.权利要求1-11任一项的方法，其特征在于，将半导体基材或陶瓷基材用作扁平基材。

13.光学部件，其包括光学有效表面，所述光学有效表面是由玻璃类材料构成的结构化扁平基材的一部分，可属于所述光学有效表面的光轴与可属于扁平基材的扁平基材平面包围成不等于0°或90°的角度α，其中光学有效表面的表面平滑度相当于未接触地由玻璃类材料制成的表面的表面平滑度。

14.权利要求13的光学部件，其特征在于，使用权利要求1-8任一项的方法间接或直接地制造所述光学有效表面，所述光学有效表面是由玻璃类材料构成的结构化扁平基材的一部分，其中光学有效表面相当于在润湿前锋和周边边缘之间延伸而不与半导体基材接触的玻璃类材料的表面，或对应于其复制模具。

15.权利要求13或14的光学组件，其特征在于由玻璃类材料构成的结构化扁平基材包括结构化表面和与所述结构化表面相对的平坦表面，该平坦表面与扁平基材平面一致，其特征在于在平坦表面上间接或直接地设置光源，所述光源将光通过平坦表面射入由玻璃类材料构成的结构化扁平基材中，其方式为所述光在由玻璃类材料构成的扁平基材中的光学有效表面上是可偏转的。

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