[发明专利]一种基于三层结构的可调谐人工电磁材料及其制作方法

摘要

本发明涉及一种基于三层结构的可调谐人工电磁材料及其制作方法，该人工电磁材料是由金属-掺杂介质-金属三层结构组成的微纳米图形结构，可用于红外、太赫兹波段。其制作方法包括：选择绝缘硅，利用沉积、粘结、干法刻蚀、湿法腐蚀、再沉积的技术，在基片上获得金属-掺杂介质-金属的三层结构；在三层结构之上进行光刻，获得光刻胶图形；利用离子束刻蚀将光刻胶图形转移到金属膜层上，即可获得基于金属-掺杂介质-金属三层结构的人工电磁材料。本发明的制作方法避免了常规方法如溅射、离子注入、键合等方法制备掺杂硅带来的掺杂难、掺杂不均、掺杂层厚度难控制等缺点，工艺简单，易于控制，是人工电磁材料的一种高效可靠的制作方法。

主权项

一种基于三层结构的可调谐人工电磁材料的制作方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)选取合适的双面抛光的SOI片，清洗干净，并在SOI片顶层的掺杂硅表面沉积一层金属膜；步骤(2)另取单面抛光的硅片，在抛光表面涂覆一层粘结剂；步骤(3)利用粘连剂将沉积有金属膜的SOI片与硅片粘结，并将粘结好的硅片‑SOI片进行烘烤固化；步骤(4)利用干法刻蚀将硅片‑SOI片结构中SOI片的底层单晶硅进行刻蚀减薄；步骤(5)采用氢氧化钾湿法腐蚀，将硅片‑SOI片结构中SOI片上剩余的底层单晶硅腐蚀完毕，使SOI片的二氧化硅中间层露出；步骤(6)采用氢氟酸湿法腐蚀，将硅片‑SOI片结构中SOI片的二氧化硅中间层腐蚀完毕，露出掺杂硅表面；步骤(7)在步骤(6)中的掺杂硅表面沉积一层金属膜，从而在硅片上形成金属‑掺杂介质‑金属的三层结构；步骤(8)在所得金属‑掺杂介质‑金属三层结构上涂覆光刻胶，并在烘箱或热板中进行前烘；步骤(9)利用光刻设备对基片进行曝光，在光刻胶上获得所设计的二维周期性阵列微纳结构图形，并置于烘箱或热板中进行坚膜；步骤(10)采用干法刻蚀将步骤(9)中的光刻胶图形转移至金属‑掺杂介质‑金属三层结构中的上层金属；步骤(11)用有机溶剂浸泡刻蚀后的样品，将刻蚀后剩余的光刻胶去除，即可获得基于金属‑掺杂介质‑金属三层结构的可调谐人工电磁材料。