一种三维光子晶体制备方法

摘要

一种三维光子晶体制备方法，利用二氧化硅或氮化硅作为掩模层，通过氧离子注入方法将掩模层上的所需图形转移到硅衬底材料内，在硅衬底内形成第一层二氧化硅结构，接着再外延单晶硅并平坦化外延层表面，沉积掩模层、光刻刻蚀、氧离子注入并退火等形成第二层二氧化硅结构，重复上述步骤n次，直至构建完成设计所需的三维光子晶体结构。该方法与半导体工艺完全兼容，可以制备大面积的三维光子晶体，并可根据需要切割成较小尺寸，具有高效、低成本的优势，在光电集成器件中，具有广泛的应用前景。

主权项

一种三维光子晶体制备方法，采用离子注入方法实现，其特征在于，包括以下步骤：1)提供一硅衬底；2)在所述硅衬底表面淀积一掩模层，并涂布光刻胶，光刻，将所述掩模层刻蚀为以一定间隔周期排列的长方形；3)进行氧离子注入并退火，实现掩模转移，根据光刻之后的以一定间隔周期排列的长方形，在该硅衬底内形成第一层二氧化硅结构；4)去除所述掩模层，在所述硅衬底表面外延单晶硅，并平坦化所述外延衬底表面；5)将所述硅衬底基片顺时针旋转m度夹角，0°＜m≤90°，重复步骤2)至4)，制备第二层二氧化硅结构；6)将步骤5)得到的硅衬底基片逆时针旋转m度夹角，重复步骤2)至4)制备奇数层二氧化硅结构；7)将步骤6)得到的硅衬底基片再顺时针旋转m度夹角，重复步骤2)至4)制备偶数层二氧化硅结构；8)重复步骤6)和7)n次，直至完成最后一层二氧化硅结构后，去除掩模层。