买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：福州大学

摘要：本发明提出一种矩形回环凹槽微结构的太赫兹超材料及其制备方法，具有可在太赫兹波段支持电磁诱导透明共振的表面结构，所述表面结构以在硅片表面周期性排列的矩形回环图案单元形成太赫兹波段的电磁诱导透明共振结构；所述矩形回环图案单元以金属线成型，包括外部的封闭方环和位于封闭方环内中央位置处的U型分裂环，封闭方环和U型分裂环之间按太赫兹超材料所需对应的共振频率不同来设定为平整面或凹槽；当表面结构对太赫兹波进行电磁诱导时，以硅片含所述表面结构的一端朝向太赫兹波的入射端，以硅片不含所述表面结构的另一端朝向太赫兹波的出射端；本发明通过光刻技术、IBE离子束刻蚀和深硅刻蚀，能在同个硅片表面制备两种不同的回环凹槽微结构。

主权项：1.矩形回环凹槽微结构的太赫兹超材料的制备方法，制备的矩形回环凹槽微结构的太赫兹超材料具有可在太赫兹波段支持电磁诱导透明共振的表面结构，其特征在于：所述表面结构以在硅片表面周期性排列的矩形回环图案单元形成太赫兹波段的电磁诱导透明共振结构；所述矩形回环图案单元以金属线成型，包括外部的封闭方环和位于封闭方环内中央位置处的U型分裂环，封闭方环和U型分裂环之间按太赫兹超材料所需对应的共振频率不同来设定为平整面或凹槽；当表面结构对太赫兹波进行电磁诱导时，以硅片含所述表面结构的一端朝向太赫兹波的入射端，以硅片不含所述表面结构的另一端朝向太赫兹波的出射端；矩形回环凹槽微结构的太赫兹超材料的制备方法用于形成可在太赫兹波段支持电磁诱导透明共振的表面结构，且表面可进一步分割为有凹槽区和无凹槽区，包括以下步骤：步骤S1、以厚度为300μm的双面抛光硅片作为衬底，首先利用磁控溅射工艺在硅片上均匀地镀上一层200nm厚度的铝薄膜；步骤S2、在铝薄膜上覆以光刻胶，通过光刻工艺将掩膜版上的周期性矩形回环图案复制到光刻胶上，再通过IBE离子束刻蚀在铝薄膜表面刻蚀，将多余的金属铝刻蚀掉，形成硅片表面形成周期性矩形回环图案的矩形回环超材料阵列；步骤S3、选取具有矩形回环超材料的硅片表面的一半区域，对该区域进一步光刻处理将需要进一步进行刻蚀凹槽的硅片区域暴露出来，最后通过深硅刻蚀工艺对硅片的暴露位置进行处理，在硅片上封闭方环的内部形成15μm深的凹槽；所述步骤S1中，具体方法为：利用M4L等离子去胶机对硅片进行衬底处理，去除硅片表面污染，同时提高表面的粘合性；然后把硅片置于FHR磁控溅射镀膜系统中，选择金属作为溅射材料，在作为衬底的硅片表面上溅射薄膜；所述步骤S2中，具体方法为：步骤A1、把表面镀有金属铝薄膜的硅片放置于匀胶机上，并滴上适量的光刻胶，在均匀的转速下进行两次匀胶处理；接着将旋涂好光刻胶的样品放置到烘胶机中软烘以增加光刻胶的粘附性；步骤A2、通过MA6光刻机将掩膜版上的矩形回环超材料图案投影到光刻胶膜上，再对光刻胶膜进行曝光，使曝光部分的光刻胶发生降解反应并可溶于显影液中，而后以显影液对光刻胶膜进行显影处理，使光刻胶膜成型覆盖硅片表面的矩形回环图案，再经过烘烤坚膜处理以增强光刻胶膜粘附性；步骤A3、对表面覆盖有金属薄膜和光刻胶图案的硅片进行IBE离子束刻蚀，将未覆盖光刻胶膜的多余金属部分刻蚀掉，使硅片表面形成具有矩形金属回环阵列的超材料表面结构；步骤A4、把硅片放入丙酮和异丙醇混合溶液中进行超声清洗，去除光刻胶膜；所述步骤S3中，具体方法为：步骤B1、把矩形回环超材料的硅片放置于匀胶机上，并滴上适量的光刻胶，在均匀的转速下进行两次匀胶处理；接着将旋涂好光刻胶的硅片样品放置到烘胶机中软烘，增加光刻胶的粘附性；步骤B2、而后通过MA6光刻机将掩膜版上的需刻蚀区域图案投影到硅片上的一半光刻胶膜上，需刻蚀区域图案对应于封闭方环与U型分裂环之间的凹槽区域，在进行曝光处理后，曝光部分的光刻胶发生降解反应变得可溶于显影液中，而后在显影液中显影，显现出需要刻蚀区域的图案，再经过烘烤坚膜处理，增强光刻胶的粘附性；步骤B3、把表面具有矩形回环超材料阵列和光刻胶层的硅片放置于STS深硅刻蚀系统中进行刻蚀，基于Bosch刻蚀工艺进行处理，具体为：在刻蚀系统反应腔室中循环交替通入钝化气体C4F8和刻蚀气体SF6，对硅片进行钝化—刻蚀的化学反应，并在此周期中通入少量O2来保证垂直度，由此将光刻胶上的图案转移到硅片上，形成具有预设槽深的矩形回环凹槽微结构的硅表面；步骤B4、把具有预设槽深的矩形回环凹槽微结构的硅表面以丙酮和异丙醇混合溶液进行超声清洗，去除未被刻蚀的光刻胶薄膜以及深硅刻蚀中残留的杂质；把步骤S3加工完成的硅片以切割机切割，分割为两块有凹槽的17mm×17mm的矩形回环超材料阵列结构，以及两块没有凹槽的17mm×17mm的矩形回环超材料阵列结构；曝光处理中，刻蚀矩形回环超材料图案的曝光时间为6.5秒，刻蚀凹槽区域的图案曝光时间为5秒；显影液为浓度为2.38%的TMAH显影液，显影时间为45秒；烘烤坚膜处理采用的温度为100℃，烘烤时间为2分钟；所述光刻胶为AZ6130；匀胶机进行匀胶处理时，第一次转速为600rpm，匀胶时间为5秒，第二次转速为4000rpm，匀胶时间为30秒，烘胶机软烘温度为100℃，软烘时间为3分钟。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 福州大学 一种矩形回环凹槽微结构的太赫兹超材料及其制备方法