[发明专利]大高宽比光子筛及其制备方法

权利要求书

1.一种大高宽比光子筛，其特征在于，该光子筛包括衬底和光子筛柱，其中：

所述衬底包括光子筛区域和边缘区域，所述边缘区域对预设波长的光不透明，所述光子筛区域除所述光子筛柱所在的区域外对所述预设波长的光透明；

所述光子筛柱，为近似圆柱形，位于所述光子筛区域中对应于菲涅尔波带片亮环的位置，对所述预设波长的光不透明。

2.根据权利要求1所述的大高宽比光子筛，其特征在于：所述光子筛柱由金属材料制备。

3.根据权利要求2所述的大高宽比光子筛，其特征在于：所述金属材料为金，所述光子筛柱由微电子工艺和电镀工艺结合制备。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的大高宽比光子筛，其特征在于：所述光子筛柱的高度大于500nm，所述边缘区域上不透明材料厚度大于或等于所述光子筛柱的高度。

5.一种制备大高宽比光子筛的方法，其特征在于，该方法包括：

制备掩模板A，所述掩模板A上相应环带上随机分布透光小孔，该透光小孔的位置对应于菲涅尔波带片亮环的位置；

制备掩膜板B，所述掩模板B与所述掩膜板A具有对准标记，并且掩膜板B上的圆形挡光层的直径与待制备光子筛的直径相同；

在光子筛衬底上涂X射线光刻胶，以所述掩膜板A为掩膜对所述光子筛衬底做X射线光刻，所述掩膜板A上透光小孔在所述光子筛衬底映射位置的光刻胶被显影；

在所述光子筛衬底上所述光刻胶显影所形成的空隙中，沉积光子筛柱，并去除剩余的X射线光刻胶；以及

以掩模板B做掩模，对所述光子筛衬底进行光学套刻并沉积预设材料，使得所述光子筛衬底除了光子筛区域外的边缘区域对预设波长的光不透明。

6.根据权利要求5所述的制备大高宽比光子筛的方法，其特征在于：所述光子筛柱由金属材料制备。

7.根据权利要求6所述的制备大高宽比光子筛的方法，其特征在于：所述金属材料为金，所述光子筛柱由微电子工艺和电镀工艺结合制备。

8.根据权利要求5所述的制备大高宽比光子筛的方法，其特征在于：所述掩膜板A为在腐蚀之后的硅片上采用电子束光刻的工艺制备。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备大高宽比光子筛的方法，其特征在于：

所述在光子筛衬底上涂X射线光刻胶的步骤之前包括：在单面抛光的2英寸(100)硅片上，旋涂聚酰亚胺液形成0.5-2μm厚的薄膜，并进行热处理固化所述聚酰亚胺薄膜以承载图形层；在所述硅片的正面用电子束蒸发小于20nm的导电铬金层作为电镀种子层；

所述以掩膜板A为掩膜对所述光子筛衬底做X射线光刻的步骤之后包括：利用等离子体刻蚀在硅片的电镀液液面之上的一侧刻蚀出电镀所需的电极窗口；

所述在光子筛衬底所述光刻胶显影所形成的空隙中，沉积光子筛柱，去除剩余的X射线光刻胶的步骤包括：在光刻胶显影所形成的空隙中，利用电镀生长金光子筛柱，完成电镀后，去除作为电镀模版的光刻胶；采用各向同性的湿法腐蚀，将所述聚酰亚胺薄膜背面的硅腐蚀掉。

10.根据权利要求9所述的制备大高宽比光子筛的方法，其特征在于，所述以掩模板B做掩模，对所述光子筛衬底进行光学套刻的步骤包括：

在带有金光子筛柱的光子筛衬底表面旋涂光学光刻胶，并进行热处理，然后进行光学套刻、显影；以及

利用电镀，在光子筛区域外的边缘区域生长对预设光不透明的材料，并用等离子体刻蚀去除残胶。