[發明專利]一種不等高金屬光柵及其制作方法

有效

• 申請號: 201910536717.0
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110361801B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 張凱平;劉宇;張培文;趙盛杰;路程;胡媛;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B5/00
• 代理公司: 北京知迪知識產權代理有限公司 11628
• 代理人: 王勝利

本發明公開了一種不等高金屬光柵的制作方法，包括：在襯底上制作種子層；在所述種子層上涂覆光刻膠，制作等間距排列的第一光柵圖形；通過電鍍形成第一金屬柵線；在所述第一光柵圖形上涂覆光刻膠，制作等間距排列的第二光柵圖形，所述第二光柵圖形的光柵常數大于所述第一光柵圖形的光柵常數；再次進行電鍍，形成第二金屬柵線；去除光刻膠，并刻蝕去除沒被遮掩的種子層。還公開了一種不等高金屬光柵，形成一種雙周期的金屬光柵結構，具有較多的優化參數使得調整更加靈活，從而達到更好的光學性能。

技術領域

本發明涉及集成光學技術領域，尤其涉及一種不等高金屬光柵及其制作方法。

背景技術

隨著微納加工技術的發展，使得各種光電子器件更加小型化、集成化，各種微結構如光子晶體、光柵等在各個領域得到了更廣泛的應用，其中光柵在X射線、太空應用、生物醫學、光束整形等領域有著巨大的應用價值，利用光柵的各種衍射、偏振等特性制作的各種光學元件已經成為了市場的主流。

傳統的光柵是由大量的等間距且平行的結構組成的光寫元件，一般光柵材料的材料都是透明玻璃或者非金屬材料。相比于一般材料，使用金屬來制作的光柵可以通過激發表面等離子體來實現超越衍射極限和更強的聚焦效果，但現有技術中制作的金屬光柵高度或者光柵常數固定，通常一種光柵只能調節一種光學參數，即只能調節相位或者振幅，用途較為單一，不能滿足實際應用中多樣化的需要。

發明內容

為了克服現有技術中金屬光柵高度相同，性能參數相對單一的問題，本發明提供一種不等高金屬光柵的制作方法，包括：

在襯底上制作種子層；

在所述種子層上涂覆光刻膠，對涂覆在所述種子層的光刻膠進行光柵曝光和光柵顯影，形成所述第一光柵圖形，以使所述種子層暴露出來；

通過電鍍形成第一金屬柵線；

在所述第一光柵圖形上涂覆光刻膠，制作等間距排列的第二光柵圖形，所述第二光柵圖形的光柵常數大于所述第一光柵圖形的光柵常數；

再次進行電鍍，形成第二金屬柵線；

去除光刻膠，并刻蝕去除沒被遮掩的種子層。

進一步地，所述襯底為半導體襯底。

進一步地，在襯底上制作種子層具體包括：通過電子束蒸發技術，先在襯底上沉積1納米至5納米Ti金屬層，然后在所述鈦金屬層上沉積3納米至15納米Au金屬層。

進一步地，通過電鍍形成第一金屬柵線具體包括：所述電鍍的金屬為金，所述第一金屬柵線厚度為0.8微米至2微米。

進一步地，所述第一光柵圖形的光柵常數為1微米至5微米，所述第二光柵圖形的光柵常數為2微米至10微米。

進一步地，通過電鍍形成第二金屬柵線具體包括：所述電鍍的金屬為金，所述第二金屬柵線厚度為2微米至5微米。

進一步地，去除光刻膠采用丙酮。

進一步地，刻蝕去除沒被遮掩的種子層采用反應離子刻蝕。

本發明還提供一種不等高金屬光柵，包括：

襯底；

設置于所述襯底上的種子層；

設置于所述種子層上等間距分布的第一金屬柵線；

設置于所述種子層上等間距分布的第二金屬柵線，所述第二金屬柵線的光柵常數大于等于所述第一金屬柵線的光柵常數，所述第二金屬柵線的厚度大于所述第一金屬柵線的厚度。

進一步地，所述第一金屬柵線的光柵常數為1微米至5微米，所述第二金屬柵線的光柵常數為2微米至10微米。

本發明相對于現有技術，具有以下有益效果：