[发明专利]一种面向集成光路的长程表面等离激子波导及其制造方法

权利要求书

1.一种面向集成光路的长程表面等离激子波导，其特征在于设有衬底，在衬底上设有垂直竖立的金属层，在金属层两侧分别设有一介质层，形成介质层-金属层-介质层3层结构；

衬底为绝缘介质衬底、半导体衬底或金属衬底，金属层材料为良导体；

金属层的宽度为10～200nm，金属层的高度应大于光波半波长。

2.如权利要求1所述的一种面向集成光路的长程表面等离激子波导，其特征在于在金属层两侧的介质层的材料为介质材料，选自二氧化硅、氮化硅或氧化铝；所述的介质层-金属层-介质层3层结构中的两介质层的宽度应小于该介质中所传播光波的半波长。

3.如权利要求1所述的一种面向集成光路的长程表面等离激子波导，其特征在于在金属层两侧的介质层的外侧设外介质层，外介质层的折射率应小于介质层-金属层-介质层3层结构中的两介质层的折射率，外介质层的宽度应远大于光波波长。

4.如权利要求1所述的一种面向集成光路的长程表面等离激子波导，其特征在于介质层-金属层-介质层3层结构在衬底平面方向为平面或曲面，金属层内表面的曲率半径应大于所传播光波的半波长。

5.如权利要求1所述的一种面向集成光路的长程表面等离激子波导的制造方法，其特征在于其步骤为：

1)在衬底上制备一支撑材料层，支撑材料层的厚度应等于金属层的高度，将支撑材料层刻蚀成一个断面垂直的台阶；

2)在台阶断面用斜角薄膜淀积技术连续淀积介质层、金属层和介质层；

3)用刻蚀法去除在步骤2)中淀积的、超出步骤1)中支撑材料层厚度的部分；

4)用选择性腐蚀的方法去除支撑材料，得一种面向集成光路长程表面等离激子波导。

6.如权利要求5所述的一种面向集成光路的长程表面等离激子波导的制造方法，其特征在于在步骤1)中，所述的支撑材料层为聚合物层或硅层，聚合物选自光刻胶、聚酰亚胺，或聚甲基丙烯酸甲酯。

7.如权利要求3所述的一种面向集成光路的长程表面等离激子波导的制造方法，其特征在于其步骤为：

1)在衬底上制备一支撑材料层，支撑材料层的厚度应等于金属层的高度，将支撑材料层刻蚀成一个断面垂直的台阶；

2)在台阶断面用斜角薄膜淀积技术连续淀积介质层、金属层和介质层；

3)用刻蚀法去除在步骤2)中淀积的、超出步骤1)中支撑材料层厚度的部分；

4)用选择性腐蚀的方法去除支撑材料；

5)在介质层-金属层-介质层3层结构的外侧淀积外介质层材料，即得一种面向集成光路长程表面等离激子波导。

8.如权利要求7所述的一种面向集成光路的长程表面等离激子波导的制造方法，其特征在于在步骤1)中，所述的支撑材料层为聚合物层或硅层，聚合物选自光刻胶、聚酰亚胺，或聚甲基丙烯酸甲酯。