[发明专利]用于光电功能器件的金属波导微腔光耦合结构的工艺制程

摘要

本发明公开了一种用于光电功能器件的金属波导微腔光耦合结构的工艺制程，可以使得光电功能器件的光耦合效率大大提升。本金属波导微腔工艺制程的要点是利用过渡基底材料实现功能器件薄膜的上、下表面金属结构的制备；利用两层石蜡工艺使得功能器件薄膜的制备以及在不同基底材料之间的转移成为可能。本工艺制程具有广泛的通用性，功能器件薄膜的厚度可以从百纳米到百微米，金属光耦合结构的特征尺寸可以从纳米尺度(电子束光刻)到微米尺度(紫外光刻)，响应的入射光可以从可见到太赫兹波段。长波量子阱红外探测器的实施实例表明本工艺制程可以优化器件的光谱响应和大大提高器件的红外响应率。

主权项

一种用于光电功能器件的金属波导微腔光耦合结构的工艺制作方法，其特征在于包括以下步骤：1)首先制备完成没有光耦合结构的光电功能器件单元；2)在制作完成的光电功能器件单元表面上采用常规的热蒸发方法制备一层金属结构(1)3)按以下a)‑d)步骤将器件薄膜转移到金属蒸发系统中再蒸发一层金属形成金属波导微腔：a)取一片表面平整的过渡基底材料(2)，如GaAs衬底片或硅片，用一层微晶石蜡(3)粘在功能器件的表面；b)用普通石蜡(4)将过渡基底材料(2)和功能器件一起粘附到表面平整的毛玻璃(9)上以便进行器件薄膜的制备，这时功能器件的衬底材料朝上，通过减薄和抛光的工艺即可将器件的衬底材料完全去除，得到功能器件薄膜(5)，功能器件薄膜(5)的厚度在0.1‑10微米之间，取决于所用的材料；c)将普通石蜡层(4)去除，使得过渡基底材料(2)和功能器件薄膜(5)一起从毛玻璃(9)上取下；d)此时功能器件薄膜(5)由微晶石蜡层(3)粘附在过渡基底材料(2)上，可以放入蒸发金属的腔体内，蒸镀一层金属结构(6)，即形成金属微腔；4)在金属层(6)上涂上一层胶体(7)，粘上适合功能器件测量的最终基底材料(8)并剥离过渡基底材料(2)和石蜡层(3)，即形成金属微腔高效光耦合的光电功能器件，若胶体(7)为紫外固化胶，则最终基底材料(8)采用宝石片或石英片透光的材料。