特表 2022-510085 耐久性のある高性能ワイヤグリッド偏光子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-26

(54)【発明の名称】耐久性のある高性能ワイヤグリッド偏光子

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/30 20060101AFI20220119BHJP

【ＦＩ】

G02B5/30

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021518658

(86)(22)【出願日】2018-10-04

(85)【翻訳文提出日】2021-06-01

(86)【国際出願番号】 US2018054361

(87)【国際公開番号】W WO2020072060

(87)【国際公開日】2020-04-09

(31)【優先権主張番号】16/150,478

(32)【優先日】2018-10-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】501218636

【氏名又は名称】モックステック・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ニールソン， アール． スチュワート

(72)【発明者】

【氏名】ジョージ， マシュー シー．

(72)【発明者】

【氏名】オグデン， ショーン

(72)【発明者】

【氏名】バウワーズ， ブライアン

【テーマコード（参考）】

2H149

【Ｆターム（参考）】

2H149AA17

2H149AB12

2H149AB13

2H149BA02

2H149BA23

2H149BB00

2H149CA02

2H149EA12

2H149FA41W

2H149FD03

2H149FD13

2H149FD28

2H149FD29

2H149FD47

2H149FD48

(57)【要約】

ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）（１０）を製造する方法は、高い耐熱性、堅牢なワイヤ、耐酸化性、および腐食防止性を有するＷＧＰを提供できる。一実施形態では、方法は、（ａ）下部保護層（１４Ｌ）上にワイヤ（１２）のアレイを設けることと、（ｂ）ワイヤ上に、ワイヤ間のチャネル（１３）にまたがる、上部保護層（１４Ｕ）を付着させることと、次いで、（ｃ）上部保護層上、および上部保護層内の透過性接合部（４２）を通してチャネル内に、上側バリア層（４１）を付着させることとを含み得る。この実施形態の変形形態では、方法は、上部保護層を付着させる前に、下側バリア層（３１）を付着させることをさらに含み得る。別の変形形態では、下部保護層および上部保護層は、酸化アルミニウムを含み得る。別の実施形態では、方法は、ＷＧＰ上にアミノホスホネートを付着させることと、次いで疎水性化学物質を付着させることとを含み得る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を製造する方法であって、
隣り合うワイヤ間に空気で満たされているチャネルを有するワイヤのアレイを、下部保護層上に設けるステップと、
前記下部保護層から最も遠い、前記ワイヤの遠位端に、上部保護層を付着させるステップであって、前記上部保護層が、前記チャネルにまたがり前記チャネルを空気で満たされた状態に保ち、隣り合うワイヤ上の前記上部保護層が接触する状態で連続層を形成し、隣り合うワイヤ上の前記上部保護層間の透過性接合部を含む複数の透過性接合部を有するようにする、上部保護層を付着させるステップと、次いで
上側バリア層を、前記透過性接合部を通して前記チャネル内および前記チャネルの表面上に、ならびに前記上部保護層の最も外側の表面に、付着させるステップと
を上記の順序で含む、方法。

【請求項2】

前記下部保護層および前記上部保護層はそれぞれ、
熱伝導率が≧２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）であり、
溶融温度が≧６００℃であり、
酸素拡散係数が≦１０^－２１ｍ^２／秒であり、
水溶性が≦０．００５ｇ／Ｌであり、
可視光スペクトルにわたって、屈折率ｎが≦２．２、吸光係数ｋが≦０．０６である、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記上部保護層の厚さは、≧１０ｎｍかつ≦１μｍであり、
前記下部保護層の厚さは、≧３００μｍかつ≦５ｍｍである、
請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記上側バリア層は、各チャネルが、前記下部保護層から最も遠い前記ワイヤの遠位端を越えて、前記上部保護層内へ≧５ｎｍの深さで延在することを可能にするように付着される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記ワイヤのアレイを前記下部保護層上に設けることは、前記下部保護層の上にスパッタ堆積によってフィルムを付着させることと、前記フィルムをエッチングして、前記ワイヤのアレイおよび隣り合うワイヤ間の前記チャネルを形成することと、前記下部保護層内にエッチングして、前記チャネルのサイズを深さ≧５ｎｍ増大させることとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記上部保護層を付着させることは、前記ＷＧＰをオーブン内に置くことと、前記オーブン内で気相であるＳｉ（Ｒ^１）_ｉ（Ｒ^２）_ｊを前記オーブン内に導入することと、次いで前記Ｓｉ（Ｒ^１）_ｉ（Ｒ^３）_ｊを前記ＷＧＰ上に蒸着することとを含み、ここで、ｉは１または２、ｊは１、２、または３、およびｉ＋ｊ＝４であり、Ｒ^２は－Ｎ（ＣＨ_３）_２、Ｒ^１はＣＦ_３（ＣＦ_２）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍ、２≦ｎ≦９、および１≦ｍ≦３である、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記上部保護層を付着させることは、以下の順序で、
アミノホスホネートを付着させるステップと、次いで
疎水性化学物質を付着させるステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記上部保護層を付着させる前に、前記ワイヤ上および前記チャネルの内側の前記下部保護層上に、コンフォーマル層の形で、下側バリア層を付着させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記下側バリア層は原子層堆積法によって付着され、前記上部保護層はスパッタ堆積によって付着される、請求項９に記載の方法。

【請求項10】

前記下部保護層は酸化アルミニウムを含み、前記上部保護層は酸化アルミニウムを含む、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、概して、ワイヤグリッド偏光子に関する。

【背景技術】

【0002】

ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ：ｗｉｒｅ ｇｒｉｄ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）の耐久性を向上させる需要が高まっている。たとえば、ＷＧＰは、たとえば、次第により小さくより明るくなり、それにつれて内部温度が一層高くなる、より新しいコンピュータプロジェクタなどにおいて、高温に耐える必要があり得る。

【0003】

選択吸収性のＷＧＰは特に、入射光の大部分を吸収するので、高温による損傷を生じることが多い。かかるＷＧＰは、典型的には、反射部分（たとえば、アルミニウム）および吸収部分（たとえば、シリコン）を有するワイヤを備える。吸収部分は、光の１つの偏光の約８０％～９０％を、したがって光の総量の４０％超を吸収できる。この吸収された光からの熱の多くは、ワイヤの反射部分に伝導し、ワイヤが溶け、それによってＷＧＰを破壊する可能性がある。

【0004】

可視光ＷＧＰのワイヤは、細く（約３０ｎｍ）、かつ高背であり（約３００ｎｍ）、その結果、壊れやすい場合がある。ＷＧＰの性能を劣化させることなく、こうしたワイヤがぐらつくのを防止するのは困難である。

【0005】

ＷＧＰのワイヤが酸化すると、ＷＧＰの性能が劣化するか、または破壊される可能性がある。ぐらつきの防止と同様に、保護のメカニズムが、ＷＧＰの性能を劣化させることなく、ワイヤを酸化から保護することは困難である。

【0006】

ＷＧＰのワイヤを腐食から保護することも重要である。ワイヤはナノメートルサイズであり、かつ高性能が要件であるため、少量の腐食でさえも、ＷＧＰを不満足なものにする可能性がある。性能を最低基準未満に低下させることなく、十分な腐食防止を実現することは困難である。

【発明の概要】

【0007】

ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を、高温による損傷、ワイヤのぐらつき、酸化、および腐食から保護することは、有利であることが認識されている。本発明は、これらのニーズを満たすＷＧＰを製造する様々な方法を対象とする。各実施形態は、こうしたニーズの１つ、いくつか、またはすべてを満たすことができる。

【0008】

一実施形態では、方法は、（ａ）下部保護層上にワイヤのアレイを設けることと、（ｂ）ワイヤ上に、ワイヤ間のチャネルにまたがる、上部保護層を付着させることと、次いで、（ｃ）上部保護層上に、および上部保護層内の透過性接合部を通ってチャネル内に、上側バリア層を付着させることとを含み得る。この実施形態の変形形態では、方法は、上部保護層を付着させる前に、下側バリア層を付着させることをさらに含み得る。別の変形形態では、下部保護層および上部保護層は、酸化アルミニウムを含み得る。

【0009】

別の実施形態では、方法は、アミノホスホネート、次いで疎水性化学物質を、両方ともコンフォーマルコーティングとして、ワイヤ上に付着させることを含み得る。

【0010】

図面は、原寸に比例して描かれていない場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態による、上部保護層１４_Ｕおよび下部保護層１４_Ｌを含む一対の保護層１４間に挟まれたワイヤ１２（長さ方向は、ページの中へ延びている）のアレイを備える、ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）１０の概略側断面図である。

【図2】本発明の実施形態による、ＷＧＰ１０と類似し、ワイヤ１２の近位端１２_ｐを越えて下部保護層１４_Ｌ内に、およびワイヤ１２の遠位端１２_ｄを越えて上部保護層１４_Ｕ内に延在する、各チャネル１３をさらに備える、ＷＧＰ２０の概略側断面図である。

【図3】本発明の実施形態による、図１～図２のＷＧＰと類似し、チャネル１３内のワイヤ１２の側壁表面１２_ｓ、チャネル１３内の下部保護層１４_Ｌの表面１４_ＬＩ、ならびに各ワイヤ１２の遠位端１２_ｄと上部保護層１４_Ｕとの間に、下側バリア層３１をさらに備える、ＷＧＰ３０の概略側断面図である。

【図4】本発明の実施形態による、図１～図２のＷＧＰと類似し、上部保護層１４_Ｕの最も外側の表面１４_ＵＯ、下部保護層１４_Ｌの最も外側の表面１４_ＬＯ、チャネル１３の表面、またはその組合せに位置する上側バリア層４１をさらに備える、ＷＧＰ４０の概略側断面図である。

【図5】本発明の実施形態による、下側バリア層３１（図３参照）および上側バリア層４１（図４参照）を備える、ＷＧＰ５０の概略側断面図である。

【図6】本発明の実施形態による、図１～図５のＷＧＰと類似し、吸収層６３間に挟まれた反射層６２を具備する、それぞれのワイヤ１２をさらに備える、ＷＧＰ６０の概略側断面図である。

【図7】本発明の実施形態による、保護層１４上のワイヤ１２のアレイと、ワイヤ１２上および保護層１４上の上側バリア層４１とを備える、ＷＧＰ７０の概略側断面図である。

【図8】本発明の実施形態による、上部保護層１４_Ｕと基板６１との間に挟まれたワイヤ１２のアレイを備える、ＷＧＰ８０の概略側断面図である。

【図9】本発明の実施形態による、本明細書で説明される設計にしたがった少なくとも１つのＷＧＰ９４を備える、光学システム９０の概略側断面図である。

【図10】本発明の実施形態による、下部保護層１４_Ｌの上にフィルム１０２を付着させることを含む、ＷＧＰの製造方法の１ステップを示す概略側断面図である。

【図11】本発明の実施形態による、フィルム１０２をエッチングして、ワイヤ１２のアレイおよび隣り合うワイヤ１２間のチャネル１３を形成することを含む、ＷＧＰの製造方法の１ステップを示す概略側断面図である。

【図12】本発明の実施形態による、ワイヤ１２の近位端１２_ｐを越えて下部保護層１４_Ｌ内へ深さＤ１４_Ｌだけエッチングし、それによってチャネル１３のサイズを増大させることを含む、ＷＧＰの製造方法の１ステップを示す概略側断面図である。

【図13】本発明の実施形態による、ワイヤ１２の露出面、およびチャネル１３内の、下部保護層１４_Ｌの表面１４_ＬＩに、またはその両方に、下側バリア層３１を付着させることを含む、ＷＧＰの製造方法の１ステップを示す概略側断面図である。

【図14】本発明の実施形態による、ワイヤの遠位端１２_ｄに、チャネル１３にまたがる、上部保護層１４_Ｕを付着させることを含む、ＷＧＰの製造方法の１ステップを示す概略側断面図である。

【図15】本発明の実施形態による、上部保護層１４_Ｕの最も外側の表面１４_ＵＯ、下部保護層１４_Ｌの最も外側の表面１４_ＬＯ、チャネル１３の一部もしくはすべての表面、またはその組合せに、上側バリア層４１を付着させることを含む、ＷＧＰの製造方法の１ステップを示す概略側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

定義
本明細書で使用される場合、「隣接する（adjoin）」という用語は、直接かつすぐ隣での接触を意味する。本明細書で使用される場合、「隣り合う（adjacent）」および「に位置する（located at）」という用語は、隣接することを含むが、間に他の固体材料がある状態で近く、または隣にあることも含む。

【0013】

本明細書で使用される場合、「コンフォーマルコーティング」という用語は、特徴部の形態の外形に適合する薄膜を意味する。たとえば、「コンフォーマル」とは、コーティングの最小厚さが≧０．１ｎｍまたは≧１ｎｍであり、コーティングの最大厚さが≦１０ｎｍ、≦２５ｎｍ、または≦４０ｎｍであることを意味し得る。別の例として、「コンフォーマル」とは、コーティングの最大厚さを最小厚さで割った値が、≦２０、≦１０、≦５、または≦３であることを意味し得る。

【0014】

本明細書で使用される場合、「連続的な（continuous）」は、ピンホールなどのいくつかの不連続性を含む場合があるが、グリッドまたは別個のワイヤへの分割などの、大きな不連続性を含まない層を意味する。

【0015】

本明細書で使用される場合、厚さに関する「等しい（equal）」という用語は、厳密に等しいこと、通常の製造公差の範囲内で等しいこと、あるいはほぼ等しいため、厳密に等しいことからの任意の逸脱がデバイスの通常の使用に対して無視できるほどの影響しか与えないであろうことを意味する。

【0016】

本明細書で使用される場合、「ｎｍ」という用語はナノメートルを意味し、μｍという用語はマイクロメートルを意味し、「ｍｍ」という用語はミリメートルを意味する。

【0017】

本明細書で使用される場合、「平行な（parallel）」という用語は、厳密に平行であること、通常の製造公差の範囲内で平行であること、あるいはほぼ平行であるため、厳密な平行からの任意の逸脱が、デバイスの通常の使用に対して無視できるほどの影響しか与えないであろうことを意味する。

【0018】

「上側の（upper）」、「下側の（lower）」、「上部（top）」、および「下部（bottom）」という用語は、図面を参照し、相異なるＷＧＰの構成要素を区別するための便宜上のものであるが、ＷＧＰは、任意の構成で空間的に配置できる。

【0019】

光学構造体に使用される材料は、一部の光を吸収し、一部の光を反射し、一部の光を透過することができる。以下の定義は、主に吸収性、主に反射性、または主に透過性である材料間を区別する。各材料は、特定の波長範囲（たとえば、紫外線、可視、または赤外線スペクトル）で吸収性、反射性、または透過性であると見なすことができ、様々な波長範囲で様々な特性を有し得る。したがって、材料が吸収性、反射性、または透過性であるかどうかは、使用対象とされる波長範囲に依存する。材料は、反射率Ｒ、屈折率ｎの実数部、および屈折率の虚数部／吸光係数ｋに基づいて、吸収性、反射性、および透過性に分けられる。式１は、法線入射での、空気と材料の均一なスラブとの間の界面の反射率Ｒを判定するために使用される。

本明細書において特に明示的に特定されていない限り、特定の波長範囲でｋ≦０．１の材料は「透過性」材料であり、特定の波長範囲でｋ≧０．１およびＲ≦０．６の材料は「吸収性」材料であり、特定の波長範囲でｋ≧０．１およびＲ≧０．６の材料は「反射性」材料である。特許請求の範囲に明示的に特定されていない限り、材料は、可視波長範囲にわたって透過性、吸収性、または反射性の特性を有すると推定される。

【0020】

図１～図８に示されるように、各ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）は、ワイヤ１２のアレイを備え得る。ワイヤ１２は、ワイヤグリッド偏光子のワイヤで通常使用されるように、金属および／または誘電体を含む、光を偏光するための材料で作られ得るか、または含み得る。たとえば、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第７，９６１，３９３号および米国特許第８，７５５，１１３号を参照されたい。

【0021】

図１～図６に示されるように、ワイヤ１２のアレイは、上部保護層１４_Ｕおよび下部保護層１４_Ｌを備える一対の保護層１４間に挟まれ得る。保護層１４は、平坦な平面形状を有し得る。

【0022】

保護層１４は、高温に対する耐性の向上、ワイヤ１２のぐらつきの防止、ワイヤの酸化からの保護、ワイヤの腐食からの保護、またはその組合せの、利点をもたらすことができる。本明細書の様々な実施形態で説明されているように、この保護は、ＷＧＰの性能劣化をほとんどまたはまったく伴わずに実現できる。

【0023】

保護層１４は、ワイヤ１２から熱が逃げるように伝導するために、高い熱伝導率を有し得る。たとえば、保護層１４の一方または両方は、≧２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、≧２．５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、≧４Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、≧５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、≧１０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、≧１５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、≧２０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、または≧２５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率を有し得る。本明細書で特定されているすべての熱伝導率値は、２５℃での値である。

【0024】

保護層１４は、耐熱性を向上させるために、高い溶融温度を有し得る。たとえば、保護層１４の一方または両方は、≧６００℃、≧１０００℃、≧１５００℃、または≧１９００℃の溶融温度を有し得る。

【0025】

保護層１４は、ワイヤ１２への構造的支持を可能にするために、高いヤング率を有し得る。たとえば、保護層１４の一方または両方の材料は、≧１ＧＰａ、≧１０ＧＰａ、≧３０ＧＰａ、≧１００ＧＰａ、または≧２００ＧＰａのヤング率を有し得る。

【0026】

保護層１４は、少なくとも部分的に、チャネル１３内のワイヤ１２の側壁表面１２_Ｓに沿って延在できる。したがって、こうした保護層１４は、この側壁表面１２_Ｓを保護することができる。したがって、保護層１４が低い酸素拡散係数を有し、それによってワイヤ１２への付加的な酸化防止を実現することが重要であり得る。したがって、前記酸化防止は、保護層１４の酸素拡散係数が、すべて３２５℃で測定して、≦１０^－２０ｍ^２／秒、≦１０^－２１ｍ^２／秒、≦１０^－２２ｍ^２／秒、≦１０^－２３ｍ^２／秒、または≦１０^－２４ｍ^２／秒である場合、有益であり得る。

【0027】

凝縮水による腐食は、ＷＧＰの一般的な故障メカニズムである。したがって、保護層１４が水に不溶性であることは役立ち得る。したがって、たとえば、保護層１４の水溶性は、すべて２５℃で測定して、≦１ｇ／Ｌ、≦０．１ｇ／Ｌ、≦０．０１ｇ／Ｌ、≦０．００５ｇ／Ｌ、または≦０．００１ｇ／Ｌであり得る。

【0028】

保護層１４が、ＷＧＰの性能への悪影響を最小限に抑えるか、または向上すらさせることは重要であり得る。最適な屈折率ｎおよび吸光係数ｋは、ＷＧＰ全体の設計に応じて異なり得る。以下は、光の赤外線、可視光、または紫外線スペクトルにわたる、保護層１４の屈折率ｎおよび吸光係数ｋの例示的な値である。ｎ≧１．１またはｎ≧１．３；ｎ≦１．８、ｎ≦２．０、ｎ≦２．２、またはｎ≦２．５；およびｋ≦０．１、ｋ≦０．０６、またはｋ≦０．０３。

【0029】

保護層１４は、高い電気抵抗率を有し得る。たとえば、保護層１４は、≧１０^４Ω＊ｃｍ、≧１０^５Ω＊ｃｍ、≧１０^６Ω＊ｃｍ、≧１０^７Ω＊ｃｍ、≧１０^８Ω＊ｃｍ、≧１０^９＊ｃｍ、または≧１０^１０Ω＊ｃｍの電気抵抗率を有し得る。いくつかの材料は、かかる高い電気抵抗率なしで保護層１４として十分に機能することができる。たとえば、保護層１４は、≧０．０００１Ω＊ｃｍまたは≧０．０００５Ω＊ｃｍ、かつ、≦１Ω＊ｃｍまたは≦１００Ω＊ｃｍの電気抵抗率を有し得る。本明細書で特定されている電気抵抗率の値は、２０℃での電気抵抗率である。

【0030】

上記の基準の少なくともいくつかを満たす保護層１４の例示的な材料には、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、アルミニウムドープ酸化亜鉛、窒化アルミニウム、および酸化アルミニウムが含まれる。たとえば、一方の保護層１４または両方の保護層１４は、≧５０％、≧７５％、≧９０％、≧９５％、または≧９９％の酸化亜鉛、二酸化ケイ素、アルミニウムドープ酸化亜鉛、窒化アルミニウム、または酸化アルミニウムを含み得る。材料の堆積における不完全性により、これらの材料は、不定比で堆積される可能性がある。したがって、本明細書で使用される酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）という用語は、たとえばＡｌ_ｘＯ_ｙで、１．９≦ｘ≦２．１および２．９≦ｙ≦３．１であるなど、３個の酸素原子ごとに約２個のアルミニウム原子を意味する。本明細書で使用される窒化アルミニウム（ＡｌＮ）という用語は、たとえばＡｌ_ｍＮ_ｎで、０．９≦ｍ≦１．１および０．９≦ｎ≦１．１であるなど、１個の窒素原子ごとに約１個のアルミニウム原子を意味する。本明細書で使用される酸化亜鉛（ＺｎＯ）という用語は、たとえばＺｎ_ｉＯ_ｊで、０．９≦ｉ≦１．１および０．９≦ｊ≦１．１であるなど、１個の酸素原子ごとに約１個の亜鉛原子を意味する。

【0031】

上部保護層１４_Ｕの厚さＴｈ_１４Ｕおよび下部保護層１４_Ｌの厚さＴｈ_１４Ｌの選択により、ＷＧＰの性能への悪影響を低減し、製造性を向上させ、コストを削減しながら、これらの保護層１４の能力を向上させ、ＷＧＰに必要な保護を実現できる。保護層の厚さＴｈ_１４ＵおよびＴｈ_１４Ｌは、具体的な用途によって異なり得る。

【0032】

いくつかの用途では、ＷＧＰを対称にするために、上部保護層１４_Ｕの厚さＴｈ_１４Ｕは、下部保護層１４_Ｌの厚さＴｈ_１４Ｌと等しいか、または非常に近い場合がある。ＷＧＰを対称にする設計は、米国特許第９，７２６，８９７号でより完全に説明されているように、干渉法および３Ｄ投影ディスプレイに有益であり得る。たとえば、｜Ｔｈ_１４Ｌ－Ｔｈ_１４Ｕ｜≦１ｎｍ、｜Ｔｈ_１４Ｌ－Ｔｈ_１４Ｕ｜≦１０ｎｍ、または｜Ｔｈ_１４Ｌ－Ｔｈ_１４Ｕ｜≦１００ｎｍである。

【0033】

他の用途、特に投影される画像の歪みを最小限に抑えるか、またはまったくないことが要求される用途では、上部保護層１４_Ｕの厚さＴｈ_１４Ｕが、下部保護層１４_Ｌの厚さＴｈ_１４Ｌと実質的に異なっていることが有益であり得る。たとえば、Ｔｈ_１４Ｌ／Ｔｈ_１４Ｕ≧１０、Ｔｈ_１４Ｌ／Ｔｈ_１４Ｕ≧１００、Ｔｈ_１４Ｌ／Ｔｈ_１４Ｕ≧１０００、またはＴｈ_１４Ｌ／Ｔｈ_１４Ｕ≧２０００、およびＴｈ_１４Ｌ／Ｔｈ_１４Ｕ≦１０，０００またはＴｈ_１４Ｌ／Ｔｈ_１４Ｕ≦１００，０００である。

【0034】

上部保護層１４_Ｕの厚さＴｈ_１４Ｕの例には、≧１０ｎｍ、≧１００ｎｍ、≧１μｍ、≧１０μｍ、≧１００μｍ、≧３００μｍ、または≧６００μｍ、かつ、≦３００ｎｍ、≦１μｍ、≦１ｍｍ、または≦５ｍｍが含まれる。下部保護層１４_Ｌの厚さＴｈ_１４Ｌの例には、≧１０ｎｍ、≧１００ｎｍ、≧１μｍ、≧１０μｍ、≧１００μｍ、≧３００μｍ、または≧６００μｍ、かつ、≦３００ｎｍ、≦１μｍ、≦１ｍｍ、または≦５ｍｍが含まれる。

【0035】

アレイの各ワイヤ１２は、下部保護層１４_Ｌに最も近い近位端１２_ｐおよび、上部保護層１４_Ｕに最も近い遠位端を有し得る。ワイヤ１２のアレイは、平行であり得る。ワイヤ１２はまた、細長であり得る。本明細書で使用される場合、「細長い（elongated）」という用語は、ワイヤ１２の長さが、ワイヤの幅Ｗ_１２またはワイヤ厚さＴｈ_１２よりも実質的に大きいことを意味する（図１のＷＧＰ１０参照）。ワイヤの長さは、図のページの中へ延びている寸法である。たとえば、ワイヤの長さは、ワイヤ幅Ｗ_１２、ワイヤ厚さＴｈ_１２、またはその両方の≧１０倍、≧１００倍、≧１０００倍、または≧１０，０００倍であり得る。

【0036】

チャネル
ワイヤ１２のアレイは、チャネル１３が隣り合うワイヤ１２の各対間にある状態の、交互になったワイヤ１２およびチャネル１３を含み得る。保護層１４は、チャネル１３にまたがることができ、チャネル１３内に延出し得ないか、またはチャネル１３内に最小限しか延出し得ない。それによって、チャネル１３は、ＷＧＰの性能を向上させるために、空気で満たすことができる。

【0037】

チャネル１３のサイズは、ＷＧＰの性能を向上させるために、増大させることができる。図２のＷＧＰ２０に示されるように、各チャネル１３は、ワイヤ１２の近位端１２_ｐを越えて深さＤ_１４Ｌだけ下部保護層１４_Ｌ内へ、ワイヤ１２の遠位端１２_ｄを越えて深さＤ_１４Ｕだけ上部保護層１４_Ｕ内へ、またはその両方へ延在できる。保護層１４内へのそれぞれのチャネル１３のこうした延在部が、チャネルのサイズを増大させ、チャネル１３内の低屈折率の空気の体積の増加により、ＷＧＰの性能を向上させ得る。

【0038】

これらの深さＤ_１４ＬおよびＤ_１４Ｕのそれぞれの値、ならびにこれらの深さＤ_１４ＬおよびＤ_１４Ｕの関係は、用途によって異なり得る。以下は、ある設計で効果的であることが証明されている、かかる値および関係のいくつかの例である。Ｄ_１４Ｌ≧１ｎｍ、Ｄ_１４Ｌ≧５ｎｍ、Ｄ_１４Ｌ≧１０ｎｍ、Ｄ_１４Ｌ≧３０ｎｍ；Ｄ_１４Ｌ≦５０ｎｍ、Ｄ_１４Ｌ≦１００ｎｍ、Ｄ_１４Ｌ≦２００ｎｍ、Ｄ_１４Ｌ≦５００ｎｍ；Ｄ_１４Ｕ≧１ｎｍ、Ｄ_１４Ｕ≧５ｎｍ、Ｄ_１４Ｕ≧１０ｎｍ、Ｄ_１４Ｕ≧３０ｎｍ；Ｄ_１４Ｕ≦５０ｎｍ、Ｄ_１４Ｕ≦１００ｎｍ、Ｄ_１４Ｕ≦２００ｎｍ、Ｄ_１４Ｕ≦５００ｎｍ；｜Ｄ_１４Ｌ－Ｄ_１４Ｕ｜≧１ｎｍ；および｜Ｄ_１４Ｌ－Ｄ_１４Ｕ｜≦５ｎｍ、｜Ｄ_１４Ｌ－Ｄ_１４Ｕ｜≦１０ｎｍ、｜Ｄ_１４Ｌ－Ｄ_１４Ｕ｜≦２０ｎｍ、｜Ｄ_１４Ｌ－Ｄ_１４Ｕ｜≦３０ｎｍ、｜Ｄ_１４Ｌ－Ｄ_１４Ｕ｜≦５０ｎｍ、または｜Ｄ_１４Ｌ－Ｄ_１４Ｕ｜≦２００ｎｍ。これらの深さＤ_１４ＬおよびＤ_１４Ｕは、ワイヤ１２の厚さＴ_１２に平行な方向に測定されている。チャネル１３のサイズを増大させるための方法は、下記の製造方法の段落で説明される。

【0039】

下側バリア層
図３のＷＧＰ３０に示されるように、下側バリア層３１は、各ワイヤ１２の遠位端１２_ｄと上部保護層１４_Ｕとの間、チャネル１３内のワイヤ１２の側壁表面１２_ｓ、チャネル１３内の下部保護層１４_Ｌの表面１４_ＬＩ、またはその組合せに位置し得る。下側バリア層３１は、コンフォーマルコーティングであり得る。下側バリア層３１は、たとえば≧５０％、≧７５％、≧９０％、≧９５％、または≧９９％など、被覆領域の大部分を被覆することができる。被覆の量は、付着させるために使用される器具および下側バリア層３１の厚さＴ_３１によって変わり得る。

【0040】

下側バリア層３１は、各ワイヤ１２と下部保護層１４_Ｌとの間に存在しなくてもよく、あるいは配置されなくてもよい。これにより、ワイヤ１２の下部保護層１４_Ｌへの接着力を向上させ、化学的コストを低減できる。したがって、各ワイヤ１２の近位端１２_ｐは、下部保護層１４_Ｌに隣接できる。さらに、下側バリア層３１は、上部保護層１４_Ｕの最も外側の表面１４_ＵＯ、下部保護層１４_Ｌの最も外側の表面１４_ＬＯ、またはその両方に存在しなくてもよく、あるいは配置されなくてもよい。下側バリア層３１は、チャネル１３と隣り合い、チャネル１３に面する上部保護層１４_Ｕの最も内側の表面１４_ＵＩに存在しなくてもよく、あるいは配置されなくてもよい。これにより、上側バリア層４１（下記に説明される）の上部保護層１４_Ｕへの接着力を向上させることができる。

【0041】

下側バリア層３１は、酸化、腐食、またはその両方から保護するための、様々な化学物質を含み得る。たとえば、下側バリア層３１は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、希土類酸化物、またはその組合せを含み得る。下側バリア層３１は、他の金属酸化物または相異なる金属酸化物の層を含み得る。

【0042】

一実施形態では、下側バリア層３１は、酸化防止および腐食防止の両方のために、酸化バリアおよび水分バリアを含む、様々な材料の２つの層を備え得る。酸化バリアは、水分バリアとワイヤとの間に位置し得る。酸化バリアは、ワイヤとは異なってもよく、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、希土類酸化物、またはその組合せを含み得る。水分バリアは、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化バリアの希土類酸化物とは別の希土類酸化物、またはその組合せを含み得る。下側バリア層３１の希土類酸化物の例には、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテチウムの酸化物が含まれる。

【0043】

下側バリア層３１は、ワイヤ１２とは異なり得る。これは、（ａ）ワイヤ１２と下側バリア層３１との間に境界線または境界層が存在し得るか、または（ｂ）ワイヤ１２の材料と比較して、下側バリア層３１の材料になんらかの違いがあり得ることを意味する。たとえば、天然酸化アルミニウムを、アルミニウムワイヤ１２の表面に形成できる。次いで、酸化アルミニウムの層（酸化バリア）をワイヤに付着させることができる。天然酸化アルミニウムの厚さおよび／または密度が、ワイヤ１２（たとえば、ほぼ純粋なアルミニウム）の芯を酸化から保護するには不十分な可能性があるので、酸化アルミニウムのこの追加される層は重要であり得る。この例では、酸化バリア（Ａｌ_２Ｏ_３）は、ワイヤ１２の表面（Ａｌ_２Ｏ_３）と同じ材料組成を有しているが、それでもなお、酸化バリアとワイヤ１２との間の境界層、天然酸化アルミニウムに比べて酸化バリアが高密度であることなどの材料特性の違い、またはその両方により、酸化バリアはまったく別のものであり得る。

【0044】

上側バリア層
図４のＷＧＰ４０に示されるように、上側バリア層４１は、上部保護層１４_Ｕの最も外側の表面１４_ＵＯ、下部保護層１４_Ｌの最も外側の表面１４_ＬＯ、チャネル１３の一部もしくはすべての表面、またはその組合せに位置し得る。チャネル１３のかかる表面は、チャネル１３と隣り合い、チャネル１３に面する上部保護層１４_Ｕの最も内側の表面１４_ＵＩ、チャネル１３内の下部保護層１４_Ｌの表面１４_ＬＩ、およびチャネル１３内のワイヤの側壁表面１２_ｓを含み得る。こうした位置に上側バリア層４１を設けることにより、上側バリア層は、保護層１４の露出面の多くまたはすべての保護が可能となり得る。ワイヤ１２の保護層１４への接着力を向上させるために、上側バリア層４１は、各ワイヤ１２の近位端１２_ｐと下部保護層１４_Ｌとの間、各ワイヤ１２の遠位端１２_ｄと上部保護層１４_Ｕとの間、またはその両方に存在しなくてもよく、あるいは配置されなくてもよい。

【0045】

上側バリア層４１は、コンフォーマルコーティングであり得る。上側バリア層４１は、被覆領域（１４_ＵＯ、１４_ＬＯ、チャネル１３の表面、またはその組合せ）の、たとえば≧５０％、≧７５％、≧９０％、≧９５％、または≧９９％など、被覆領域の大部分を被覆できる。被覆の量は、ＷＧＰの使用条件、および完全な被覆が必要かどうかによって変わり得る。

【0046】

上側バリア層４１は、酸化、腐食、またはその両方から保護するための、様々な化学物質を含み得る。上側バリア層４１用に望ましい多くの化学物質は、上部保護層１４_Ｕの堆積中に熱で破壊される可能性がある。したがって、最初に上部保護層１４_Ｕを付着させ、次いで上側バリア層４１を付着させることが望ましい場合がある。上部保護層１４_Ｕは連続層であるため、ワイヤ１２へ構造的支持をもたらすことが重要であり得る。上部保護層１４_Ｕは、連続層の形で付着させることができ、各ワイヤ１２上の上部保護層１４_Ｕは、隣り合うワイヤ上の上部保護層１４_Ｕに接触しているが、隣り合うワイヤ１２上の上部保護層１４_Ｕ間に透過性接合部４２を有している。この透過性接合部４２は、上側バリア層４１の化学物質がチャネル１３の表面に入り込み、チャネルの表面のコーティングを可能にするための、小さな空間を有し得る。しかし、こうした透過性接合部４２は、ワイヤ１２の構造的支持に悪影響を及ぼさないように、十分に小さくできる。上部保護層１４_Ｕは、下記の製造方法の段落で説明される手順により、こうした特性を持って付着させることができる。

【0047】

上側バリア層４１には、アミノホスホネート、疎水性化学物質、下側バリア層３１に関して上記で説明されたものなどの金属酸化物、またはその組合せが含まれ得る。アミノホスホネートは、ＡＴＭＰとしても知られている、化学式Ｎ［ＣＨ_２ＰＯ（ＯＨ）_２］_３のニトリロトリ（メチルホスホン酸）であり得る。ＡＴＭＰと疎水性化学物質との両方を組み合わせると、ＷＧＰの初期および長期の保護性を向上させることができる。疎水性化学物質は、当初は水に対して優れた耐性をもたらし得るが、ＷＧＰの使用中に高温下で、より素早く分解する可能性もある。ＡＴＭＰはより高い耐熱性を有し得るので、疎水性化学物質よりも長期に保護性をもたらす。ＡＴＭＰは、疎水性化学物質とワイヤ１２との間に挟まれた下側の層であり得る。

【0048】

ＡＴＭＰ／疎水性化学物質の質量分率は、それぞれのコスト、および当初のＷＧＰの保護性または長期のＷＧＰの保護性のどちらがより重要であるかに応じて異なり得る。たとえば、この質量分率は、≦１０、≦５、または≦２、および≧１、≧０．５、または≧０．１であり得る。

【0049】

疎水性化学物質の例には、シラン化学物質、ホスホネート化学物質、またはその両方が含まれる。たとえば、シラン化学物質は、化学式（１）、化学式（２）、またはその組合せを有し得、ホスホネート化学物質は、化学式（３）を有し得る。

ここで、ｒは正の整数であり得、各Ｒ^１は独立して疎水基であり得、各ＸおよびＺはワイヤ１２への結合であり得、各Ｒ^３およびＲ^５は独立して任意の化学元素または基であり得る。

【0050】

Ｒ^３およびＲ^５の例には、反応基、Ｒ^１、Ｒ^６、またはワイヤへの結合ＸもしくはＺが含まれる。反応基の例には、－Ｃｌ、－ＯＲ^７、－ＯＣＯＲ^７、－Ｎ（Ｒ^７）_２、または－ＯＨが含まれる。各Ｒ^７は、独立して、－ＣＨ_３、－ＣＨ_２ＣＨ_３、－ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、他の任意のアルキル基、アリール基、またはその組合せであり得る。

【0051】

Ｒ^１の例には、炭素鎖、少なくとも１つのハロゲンを有する炭素鎖、過フッ素化基を有する炭素鎖、またはその組合せが含まれる。炭素鎖または炭素鎖の過フッ素化基の長さの例には、≧３個の炭素原子、≧５個の炭素原子、≧７個の炭素原子、または≧９個の炭素原子、かつ、≦１１個の炭素原子、≦１５個の炭素原子、≦２０個の炭素原子、≦３０個の炭素原子、または≦４０個の炭素原子が含まれる。炭素鎖の炭素原子は、Ｓｉ原子またはＰ原子に直接結合できる。Ｒ^１は、ＣＦ_３（ＣＦ_２）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍを含み得るか、またはＣＦ_３（ＣＦ_２）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍからなり得る。ここで、ｎ≧１、ｎ≧２、ｎ≧３、ｎ≧５、またはｎ≧７、およびｎ≦８、ｎ≦９、ｎ≦１０、ｎ≦１５、またはｎ≦２０、ならびにｍ≧１、ｍ≧２、またはｍ≧３、およびｍ≦３、ｍ≦４、ｍ≦５、またはｍ≦１０である。

【0052】

下側バリア層３１は、図３に示されるように、固体材料の最も外側の層であり得、空気に露出され得る。別法として、上側バリア層４１は、図４～図７に示されるように、固体材料の最も外側の層であり得、空気に露出され得る。図５～図６に示されるように、下側バリア層３１は上側バリア層４１と組み合わせることができる。この組合せは、酸化および腐食からの優れた保護性をもたらし得るが、やはりＷＧＰへのコスト追加となる。

【0053】

下側バリア層３１、上側バリア層４１、またはその両方は、コンフォーマルコーティングであり得る。コンフォーマルコーティングを使用すると、化学物質の厚さＴ_３１またはＴ_４１がより薄くなるため、コストが節約され、化学物質がＷＧＰの性能に及ぼすどんな悪影響も軽減されるという結果になり得る。

【0054】

バリア層の厚さ
ワイヤ１２に十分な保護性をもたらすために、下側バリア層３１の十分な厚さＴ_３１、上側バリア層４１の十分な厚さＴ_４１、またはその両方を有することが重要であり得る。厚さＴ_３１またはＴ_４１の最小値の例には、≧０．１ｎｍ、≧０．５ｎｍ、≧１ｎｍ、≧５ｎｍ、または≧１０ｎｍが含まれる。この化学物質によって引き起こされるＷＧＰの性能劣化を回避または最小限に抑えるために、下側バリア層３１の薄い厚さＴ_３１、上側バリア層４１の薄い厚さＴ_４１、またはその両方を有することが重要であり得る。厚さＴ_３１またはＴ_４１の最大値の例には、≦１２ｎｍ、≦１５ｎｍ、≦２０ｎｍ、または≦５０ｎｍが含まれる。これらの厚さの値は、コンフォーマルコーティングの任意の位置での最小厚さもしくは最大厚さであり得るか、または特許請求の範囲で特定される平均厚さであり得る。

【0055】

吸収性
図６のＷＧＰ６０に示されているように、それぞれのワイヤ１２は、吸収層６３間に挟まれた反射層６２を備え得る。吸収層６３は、光を吸収するにつれて温度が容易に上昇するので、一対の保護層１４間に２つの吸収性ＷＧＰのワイヤ１２を挟むことは、特に有用であり得る。熱伝達を向上させるために、各吸収層６３は保護層１４に隣接できる。

【0056】

保護層１４は、吸収層６３によって吸収される熱のためのヒートシンクであり得る。保護層１４の体積を増加させることは、この熱を吸収するのに十分な体積を可能にするために有益であり得る。したがって、たとえば、保護層１４のそれぞれの体積は、各吸収層６３の体積の≧２倍、≧３倍、≧５倍、≧８倍、≧１２倍、または≧１８倍であり得る。

【0057】

基板、単一のバリア層、バリア層なし
図６のＷＧＰ６０にさらに示されているように、基板６１は、下部保護層１４_Ｌの最も外側の表面１４_ＬＯに隣り合うことができるか、または隣接できる。基板６１は、たとえば、紫外線、可視、赤外線、またはその組合せなど、使用する波長範囲に対して、光学的に透過性の材料で作ることができる。基板６１は、厚さＴｈ_６１を有し得、ワイヤ１２および保護層１４に構造的支持をもたらす材料を含み得る。たとえば、厚さｔｈ_６１は、≧０．１ｍｍ、≧０．３ｍｍ、≧０．５ｍｍ、または≧０．６５ｍｍであり得る。保護層１４がワイヤ１２に十分な構造的支持をもたらす場合、追加基板６１は不要となる可能性がある。かかる設計により、性能が向上し、コストが削減され得る。

【0058】

図７に示されるように、ＷＧＰ７０は、単一の保護層１４上にワイヤ１２のアレイを備え得る。上記のように、疎水性化学物質、ＡＴＭＰ、またはその両方を含む上側バリア層４１は、ワイヤ１２および基板６１の露出面上のコンフォーマルコーティングであり得る。ＷＧＰ７０はまた、上側バリア層４１とワイヤとの間に、下側バリア層３１も備え得る。

【0059】

図８に示されるように、ＷＧＰ８０は、基板６１と単一の保護層１４との間に挟まれた、ワイヤ１２のアレイを備え得る。ＷＧＰ８０は、より低コストのＷＧＰであり得る。

【0060】

光学システム
図９に示される光学システム９０は、本明細書に記載される設計による少なくとも１つのＷＧＰ９４、および空間光変調器９２を備える。２つのＷＧＰ９４が使用される場合、空間光変調器９２は２つのＷＧＰ間に位置し得る。

【0061】

下部保護層１４_Ｌが上部保護層１４_Ｕよりも厚い場合、上部保護層１４_Ｕは、空間光変調器９２に面することができ、下部保護層１４_Ｌよりも空間光変調器９２の近くに位置し得る。より厚い保護層１４を空間光変調器９２とは反対側に向けることにより、光の歪みを最小限に抑えることができる。

【0062】

光源９３からの光は、ＷＧＰで偏光され得る。空間光変調器９２は、ＷＧＰ９４から透過または反射された光ビームを受光するように位置し得る。空間光変調器９２は、複数のピクセルを有することができ、各ピクセルは信号を受信できる。信号は、電子信号であり得る。各ピクセルが信号を受信するかどうかに応じて、または信号の強度に応じて、ピクセルは、光ビームの一部の偏光を回転させるか、または光ビームの一部の偏光を変化させることなく、透過もしくは反射することができる。空間光変調器９２は、液晶を備えることができ、透過性、反射性、または半透過性であり得る。

【0063】

空間光変調器９２からの光は、２つのＷＧＰが使用される場合、２番目のＷＧＰ９４で偏光され得る。次いで、光は、デバイス９１に入ることができ、デバイスは、投影システム、または、たとえばＸ－Ｃｕｂｅなどの色を組み合わせる光学系であり得る。

【0064】

方法
ＷＧＰを製造する方法は、以下のステップの一部またはすべてを含むことができ、以下の順序で、またはそのように特定されている場合は他の順序で、実行できる。いくつかのステップは、特許請求の範囲に特に明示的に記載されていない限り、同時に実行できる。以下に説明されていない、追加のステップがある可能性がある。こうした追加のステップは、説明されているステップの前、間、または後にあり得る。ＷＧＰの構成要素、およびＷＧＰ自体は、上記のような特性を有し得る。

【0065】

図１０に示されるステップは、下部保護層１４_Ｌの上にフィルム１０２を付着させることを含む。たとえば、フィルム１０２は、下部保護層１４_Ｌ上にスパッタリングできる。フィルム１０２は、反射層、透過層、吸収層、またはその組合せを含み得る。

【0066】

図１１に示されるステップは、フィルム１０２をエッチングして、ワイヤ１２のアレイ、および隣り合うワイヤ１２間のチャネル１３を形成することを含む。図１２に示されるステップは、ワイヤ１２の近位端１２_ｐを越えて、下部保護層１４_Ｌ内へ深さＤ１４_Ｌだけエッチングし、それによってチャネル１３のサイズを増大させることを含む。

【0067】

図１３に示されるステップは、下側バリア層３１を付着させることを含む。下側バリア層３１は、ワイヤ１２の露出面、およびチャネル１３内の、下部保護層１４_Ｌの表面１４_ＬＩに付着させることができる。したがって、下側バリア層３１は、下部保護層１４_Ｌから最も遠いワイヤ１２の遠位端１２_ｄ、チャネル１３内のワイヤ１２の側壁表面１２_ｓ、およびチャネル１３内の下部保護層１４_Ｌの表面１４_ＬＩに付着させることができる。下側バリア層３１は、原子層堆積法などによって、コンフォーマル層の形で付着させることができる。したがって、下側バリア層３１は、チャネル１３を空気で満たしたままにしながら薄い保護層を設ける、コンフォーマルコーティングであり得る。

【0068】

図１４に示されるステップは、上部保護層１４_Ｕを付着させることを含む。上部保護層１４_Ｕは、たとえば以下で説明されるように、チャネルにまたがり、チャネル１３を空気で満たされた状態に保つように、付着させることができる。本明細書で「空気で満たされた」という用語は、空気で満たされたチャネルが保持されることを意味するが、かかるチャネルは、チャネル１３内に延在する上部保護層１４_Ｕによって、たとえばワイヤ１２の側面１２_ｓに沿って部分的に、サイズが縮小され得る。

【0069】

さらに、以下で説明される方法により、隣り合うワイヤ１２上の上部保護層１４_Ｕは、隣り合うワイヤ１２上の上部保護層１４_Ｕ間の透過性接合部４２に接触できるが、透過性接合部を保持できる。また、以下に説明される方法により、各チャネル１３は、ワイヤ１２の遠位端１２_ｄを越えて、深さＤ_１４Ｕだけ上部保護層１４_Ｕ内に延在でき、それによってチャネル１３のサイズを増大させ、性能を向上させる。

【0070】

上部保護層１４_Ｕは、スパッタ堆積によって付着させることができる。以下は、上記の特性を実現させるための堆積条件の例である。チャンバの圧力は、１～５ｍＴｏｒｒであり得る。堆積温度は、約５０℃であり得る。約１：１の比率のＯ_２ガスとＡｒガスとの混合物を、チャンバ全体にわたって噴射できる。堆積は、約１０００ボルトのバイアス電圧および４０００ワットの電力で実行できる。ワイヤは、約１００～１４０ｎｍのピッチＰ、約３０～４０ｎｍのワイヤ幅Ｗ_１２、約２５０～３００ｎｍのワイヤ厚さＴ_１２を有し得る。堆積条件を調整して、上部保護層１４_Ｕを成形できる。たとえば、バイアス電圧、ガス流量、ガス比率、およびチャンバ圧力を調整して、上部保護層１４_Ｕの堆積速度を変更し、それによって上部保護層の形状を変更できる。前述の条件は、使用されるスパッタ器具、ターゲット材料の種類、スパッタ堆積の種類、および上部保護層１４_Ｕの所望の形状に応じて異なり得る。

【0071】

図１５に示されるステップは、上側バリア層４１を付着させることを含む。上側バリア層４１は、化学気相蒸着法を含む様々な方法によって付着させることができる。上側バリア層４１は、上部保護層１４_Ｕの最も外側の表面１４_ＵＯ、下部保護層１４_Ｌの最も外側の表面１４_ＬＯ、チャネル１３の一部もしくはすべての表面、またはその組合せに位置し得る。被覆が望ましくない位置は、堆積中にブロックされ得る。

【0072】

上側バリア層４１は、隣り合うワイヤ１２間の上部保護層１４_Ｕの透過性接合部４２を通って入ることにより、チャネル１３に入り込み、コーティングできる。堆積条件は、透過性接合部４２を通して、上側バリア層４１のチャネル１３内への侵入を可能にするか、または向上させるように調整できる。たとえば、上側バリア層４１の液相での化学物質を、フラスコに注ぐことができる。この液体は、ＷＧＰを収容するオーブンに取り付けられた容器内にポンプ移送するか、または引き込むことができる。オーブンは、化学物質が素早く蒸気になる（ｆｌａｓｈ ｔｏ ｖａｐｏｒ）圧力および温度を有し得る。たとえば、オーブンの温度は≧１００℃かつ≦２００℃、圧力は≧１Ｔｏｒｒかつ≦３Ｔｏｒｒであり得る。

【0073】

上部保護層４１を付着させるために使用される化学物質には、Ｓｉ（Ｒ^１）_ｉ（Ｒ^３）_ｊが含まれ得る。ｉは、１または２であり得る。ｊは、１、２、または３であり得る。ｉ＋ｊは、４に等しくなり得る。Ｒ^３およびＲ^１は、上記の通りである。Ｓｉ（Ｒ^１）_ｉ（Ｒ^２）_ｊは、オーブン内で気相であり、次いでＷＧＰに蒸着され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2021-09-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を製造する方法であって、
隣り合うワイヤ間に空気で満たされているチャネルを有するワイヤのアレイを、下部保護層上に設けるステップと、
前記下部保護層から最も遠い、前記ワイヤの遠位端に、上部保護層を付着させるステップであって、前記上部保護層が、前記チャネルにまたがり前記チャネルを空気で満たされた状態に保ち、隣り合うワイヤ上の前記上部保護層が接触する状態で連続層を形成し、隣り合うワイヤ上の前記上部保護層間の透過性接合部を含む複数の透過性接合部を有するように、上部保護層を付着させるステップと、次いで
上側バリア層を、前記透過性接合部を通して前記チャネル内および前記チャネルの表面上に、ならびに前記上部保護層の最も外側の表面に、付着させるステップと
を上記の順序で含む、方法。

【請求項2】

前記下部保護層および前記上部保護層はそれぞれ、
熱伝導率が≧２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）であり、
溶融温度が≧６００℃であり、
酸素拡散係数が≦１０^－２１ｍ^２／秒であり、
水溶性が≦０．００５ｇ／Ｌであり、
可視光スペクトルにわたって、屈折率ｎが≦２．２、吸光係数ｋが≦０．０６である、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記上部保護層の厚さは、≧１０ｎｍかつ≦１μｍであり、
前記下部保護層の厚さは、≧３００μｍかつ≦５ｍｍである、
請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記上側バリア層は、各チャネルが、前記下部保護層から最も遠い前記ワイヤの遠位端を越えて、前記上部保護層内へ≧５ｎｍの深さで延在することを可能にするように付着される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記ワイヤのアレイを前記下部保護層上に設けることは、前記下部保護層の上にスパッタ堆積によってフィルムを付着させることと、前記フィルムをエッチングして、前記ワイヤのアレイおよび隣り合うワイヤ間の前記チャネルを形成することと、前記下部保護層内にエッチングして、前記チャネルのサイズを深さ≧５ｎｍ増大させることとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記上部保護層を付着させることは、前記ＷＧＰをオーブン内に置くことと、前記オーブン内で気相であるＳｉ（Ｒ^１）_ｉ（Ｒ^２）_ｊを前記オーブン内に導入することと、次いで前記Ｓｉ（Ｒ^１）_ｉ（Ｒ^３）_ｊを前記ＷＧＰ上に蒸着することとを含み、ここで、ｉは１または２、ｊは１、２、または３、およびｉ＋ｊ＝４であり、Ｒ^２は－Ｎ（ＣＨ_３）_２、Ｒ^１はＣＦ_３（ＣＦ_２）_ｎ（ＣＨ_２）_ｍ、２≦ｎ≦９、および１≦ｍ≦３である、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記上部保護層を付着させることは、以下の順序で、
アミノホスホネートを付着させるステップと、次いで
疎水性化学物質を付着させるステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記上部保護層を付着させる前に、前記ワイヤ上および前記チャネルの内側の前記下部保護層上に、コンフォーマル層の形で、下側バリア層を付着させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記下側バリア層は原子層堆積法によって付着され、前記上部保護層はスパッタ堆積によって付着される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記下部保護層は酸化アルミニウムを含み、前記上部保護層は酸化アルミニウムを含む、請求項１に記載の方法。

【国際調査報告】