微纳光学 PPT
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Chap.3 微纳结构与器件加工技术2014/4/2712014/4/2722014/4/2732014/4/274光刻工艺流程图2014/4/275刻流程光刻黄光区2014/4/277Hexamethyldisilazane, (CH 3)6Si 2NH •在SiO 2表面的光刻SiO 2:亲水性;光刻胶:疏水性;①脱水烘焙:去除水分②HMDS:增强附着力•HMDS:六甲基乙硅氮烷——(CH 3)6Si 2NH 表面的OH2014/4/278•作用:去掉SiO 2表面的-OH2014/4/279photoresist dispenservacuum chuckspindle to vacuum 2014/4/2710p vacuum pump2014/4/2711光刻工艺流程图2014/4/2712UV Light SourceMaskResist2014/4/27132014/4/2714①作用:②显影液:2014/4/27152014/4/2716光刻工艺流程图2014/4/27172014/4/2718Ultraviolet Light曝光使感光材料中分子裂解,被裂解的分子在显影液中很易溶解,从而与未曝光部分形成强烈反差。
photoresistphotoresistsilicon substrateoxidesilicon substrateoxide2014/4/2719 silicon substrate silicon substrate紫外光photoresist主要组成结构类型2014/4/2721感光机理2014/4/2722可分为三类:①光聚合型②光分解型2014/4/2723③光交联型2014/4/27242014/4/2725原理:邻醌重氮化合物被紫外光照后,进行分子重排,得到一种烯酮的化合物,后者见水便转化为羧酸,羧酸可溶解在稀碱水溶解中。
2014/4/2726分辨率R= 1/2L(线宽和线与线间空白宽度均为L)关键尺寸(主要因素:2014/4/27272014/4/27282014/4/27292014/4/27302014/4/27312014/4/2732掩模版制作过程12. Finished12Finished2014/4/2733⏹根据曝光光源分类:●接触式曝光●掩模版的位置接近式曝光●投影式曝光不同⏹根据曝光方式分类2014/4/2734接触式投影式接近式Lens Lens I MaskW f W f Mask SiO 2Photoresist WaferWafer Lens IIWafer SiO 2Photoresist间隙2014/4/2735101511110:15:11:1投影式2014/4/2736步进投影式光刻机原理图2014/4/2737从早期的硅片制造以来光刻设备可以分为5代。
1引言微纳光学主要指微纳米尺度的光学效应,以及利用微纳米尺度的光学效应开发出的光学器件、系统及装置。
微纳光学不仅是光电子产业的重要发展方向之一,也是目前光学领域的前沿研究方向。
微纳光学的发展是由大规模集成电路工艺水平的进步所推动的。
早在20世纪50年代,德国著名教授A.W.Lohmann [1]就考虑到利用光栅的整体相移技术对光场相位编码,以实现对光波的人工控制。
1964年夏季,A.W.Lohmann 教授指导大学生Byron ,利用IBM 当时先进的制版设备演示了世界上第一张计算机全息图。
随后的衍射光学进展都可以看作是人为地控制或改变光的波前,从这个意义上说,这个工作具有革命性的意义。
随着半导体工艺技术的进步,微米尺度的任意线宽都可以加工出来。
由此,达曼提出一种新型的微光学分束器件,后人叫做达曼光栅[2]。
达曼光栅通过任意线宽的二值相位调制,将一束激光分成多束等强度的激光。
其制作充分利用了微电子工艺技术,是一个典型的微光学器件[3]。
达曼光栅一般能产生一维或者二维矩阵的光强分布。
周常河等[4]提出了圆环达曼光栅,也就是不同半径的圆孔相位调制,实现多级等光强的圆环分布。
我们知道,圆孔的傅里叶变换是贝塞尔函数,而矩形的傅里叶变换是SINC 函数,因此,虽然达曼光栅和圆环达曼光栅的物理本质一样,但是其数学处理却不相同[5]。
随着制造技术水平的进步,出现了一些纳米光学领域的新概念:光子晶体(Photonic Crystal )[6]、表面微纳光学结构及应用Micro-&Nano-Optical Structures and Applications摘要简短回顾微纳光学的几个重要研究方向,包括光子晶体、表面等离子体光学、奇异材料、负折射、隐身以及亚波长光栅等。
微纳光学不仅成为当前科学的热点研究领域,更重要的是,微纳光学是新型光电子产业的发展方向,在光通信、光存储、激光核聚变工程、激光武器、太阳能利用、半导体激光、光学防伪技术等诸多领域,起到了不可替代的作用。
什么是微纳光学?
微纳光学是利⽤微结构材料(micro-structure materials)作为光学元件的光学分⽀。
随着⽣长技术、精密加⼯技术的进步,其微结构的尺度已经下降的纳⽶量级,⽐如光学超晶格、级联量⼦阱等技术,微结构的尺⼨往往在⼏⼗、⼏百纳⽶量级,因此将包含微⽶、亚微⽶量级的精细结构的材料统称为微纳材料(micro / nano-structure),包含许许多多新的光学特性,这些“新”的光学规律是宏观上⽆法体现的。
近年来的表⾯等离基元、光学超晶格、集成光学、近场光学等进展,使得微纳光学在纳⽶尺度上有了更多的⽅向和应⽤,还有些负折射材料、突破衍射极限光学、光镊等等近年来最热门的研究,笼统地都属于微纳光学。
相关介绍:
⼈⼯微纳光学结构的设计、制作及应⽤:/2015/20150703565.html
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配备多⽅向深亚波长⾦属光栅偏振⽚的偏振成像系统及其偏振图像
光栅单元阵列及其光线追迹成像。