[发明专利]一种不等高金属光栅及其制作方法

说明书

本发明公开了一种不等高金属光栅的制作方法，包括：在衬底上制作种子层；在所述种子层上涂覆光刻胶，制作等间距排列的第一光栅图形；通过电镀形成第一金属栅线；在所述第一光栅图形上涂覆光刻胶，制作等间距排列的第二光栅图形，所述第二光栅图形的光栅常数大于所述第一光栅图形的光栅常数；再次进行电镀，形成第二金属栅线；去除光刻胶，并刻蚀去除没被遮掩的种子层。还公开了一种不等高金属光栅，形成一种双周期的金属光栅结构，具有较多的优化参数使得调整更加灵活，从而达到更好的光学性能。

技术领域

本发明涉及集成光学技术领域，尤其涉及一种不等高金属光栅及其制作方法。

背景技术

随着微纳加工技术的发展，使得各种光电子器件更加小型化、集成化，各种微结构如光子晶体、光栅等在各个领域得到了更广泛的应用，其中光栅在X射线、太空应用、生物医学、光束整形等领域有着巨大的应用价值，利用光栅的各种衍射、偏振等特性制作的各种光学元件已经成为了市场的主流。

传统的光栅是由大量的等间距且平行的结构组成的光写元件，一般光栅材料的材料都是透明玻璃或者非金属材料。相比于一般材料，使用金属来制作的光栅可以通过激发表面等离子体来实现超越衍射极限和更强的聚焦效果，但现有技术中制作的金属光栅高度或者光栅常数固定，通常一种光栅只能调节一种光学参数，即只能调节相位或者振幅，用途较为单一，不能满足实际应用中多样化的需要。

发明内容

为了克服现有技术中金属光栅高度相同，性能参数相对单一的问题，本发明提供一种不等高金属光栅的制作方法，包括：

在衬底上制作种子层；

在所述种子层上涂覆光刻胶，对涂覆在所述种子层的光刻胶进行光栅曝光和光栅显影，形成所述第一光栅图形，以使所述种子层暴露出来；

通过电镀形成第一金属栅线；

在所述第一光栅图形上涂覆光刻胶，制作等间距排列的第二光栅图形，所述第二光栅图形的光栅常数大于所述第一光栅图形的光栅常数；

再次进行电镀，形成第二金属栅线；

去除光刻胶，并刻蚀去除没被遮掩的种子层。

进一步地，所述衬底为半导体衬底。

进一步地，在衬底上制作种子层具体包括：通过电子束蒸发技术，先在衬底上沉积1纳米至5纳米Ti金属层，然后在所述钛金属层上沉积3纳米至15纳米Au金属层。

进一步地，通过电镀形成第一金属栅线具体包括：所述电镀的金属为金，所述第一金属栅线厚度为0.8微米至2微米。

进一步地，所述第一光栅图形的光栅常数为1微米至5微米，所述第二光栅图形的光栅常数为2微米至10微米。

进一步地，通过电镀形成第二金属栅线具体包括：所述电镀的金属为金，所述第二金属栅线厚度为2微米至5微米。

进一步地，去除光刻胶采用丙酮。

进一步地，刻蚀去除没被遮掩的种子层采用反应离子刻蚀。

本发明还提供一种不等高金属光栅，包括：

衬底；

设置于所述衬底上的种子层；

设置于所述种子层上等间距分布的第一金属栅线；

设置于所述种子层上等间距分布的第二金属栅线，所述第二金属栅线的光栅常数大于等于所述第一金属栅线的光栅常数，所述第二金属栅线的厚度大于所述第一金属栅线的厚度。

进一步地，所述第一金属栅线的光栅常数为1微米至5微米，所述第二金属栅线的光栅常数为2微米至10微米。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：