[发明专利]一种基于相变材料的空间光型电光调制器件及其制造方法

权利要求书

1.一种基于相变材料的空间光型电光调制器件，其特征在于，包括衬底以及自下而上依次设置在衬底上的下电极层、相变层、上电极层和覆盖层，所述相变层选用Ge2Sb2Te5、Ge3Sb2Te6、GeTe、Sb2Te3中的一种，相变层须具备至少两种晶相，所述上电极层为N位金属微纳光栅结构的顶金属光栅层；所述下电极层为M位金属微纳光栅结构的底金属光栅层，所述器件通过对N位顶部和M位底部分立电极施加不同电压；单位底金属光栅层厚度为100nm-200 nm，由规则排列的宽度为200 nm-400 nm的光栅构成，单位顶金属光栅层厚度为100nm-200 nm，宽度为300 nm-460 nm。

2.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的空间光型电光调制器件，其特征在于，所述顶金属光栅层为规则排列的金属微纳光栅结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于相变材料的空间光型电光调制器件，其特征在于，包括底金属光栅层为规则排列的金属微纳光栅结构。

4.根据权利要求3所述的一种基于相变材料的空间光型电光调制器件，其特征在于，所述覆盖层采用六方氮化硼、氮化硅和二氧化硅中任一种。

5.根据权利要求2所述的一种基于相变材料的空间光型电光调制器件，其特征在于，所述底金属光栅和顶金属光栅形成分立电极。

6.根据权利要求5所述的一种基于相变材料的空间光型电光调制器件，其特征在于，能够单独控制单个电极交叉处相变材料的晶化比例，实现交叉处光幅度的单独调制，从而实现N×M面阵单元的空间光调制。

7.根据权利要求1-6任一条权利要求所述的一种基于相变材料的空间光型电光调制器件，其特征在于，所述器件能够通过电压脉冲激励相变材料相变，改变电压大小能够实现不同晶化比例的相变区域，使得介电常数显著性变化，实现反射光幅度的动态调控。

8.一种基于相变材料的空间光型电光调制器件的制造方法，应用于权利要求1-7任一项所述的器件，其特征是，包括如下步骤：

步骤1：在衬底上旋涂电子束光刻胶，利用电子束曝光在光刻胶上图案化并显影；

步骤2：通过反应离子刻蚀在衬底上刻蚀出凹槽；

步骤3：金属光栅材料通过电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射之一沉积在衬底的凹槽中，经过剥离过程制备出底部电极层；

步骤4：通过磁控溅射、微机械剥离法、物理气相沉积法和化学气相沉积法之一制备相变层；

步骤5：通过电子束蒸发、磁控溅射、微机械剥离法、水热合成法和化学气相沉积法之一制备覆盖层；

步骤6：在相变层上旋涂电子束光刻胶，再次利用电子束曝光在光刻胶上图案化并显影；

步骤7：通过反应离子刻蚀出凹槽，再次沉积金属光栅材料，经过剥离过程制备出顶光栅层。