專利名稱：激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微納圖形結(jié)構(gòu)，是一種激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
從20世紀(jì)以來(lái)，微納圖形制造領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。圖形結(jié)構(gòu)由于具有良好的 增透射性，抗反射性，較寬的光譜響應(yīng)性以及極性不靈敏性而廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池，光學(xué) 器件，液晶顯示以及光伏器材上。圖形結(jié)構(gòu)一般呈規(guī)則排列的金字塔形或者錐形陣列，其性 能由陣列周期和結(jié)構(gòu)單元的深寬比決定，而且也與制造這種結(jié)構(gòu)的材料有關(guān)。目前的圖形 結(jié)構(gòu)材料有硅，石英，聚合物以及光刻膠等。激光直寫(xiě)技術(shù)是指利用強(qiáng)度可變的激光束對(duì)基片表面的膜層材料進(jìn)行變劑量曝 光，在光刻材料表面形成所要求的浮雕輪廓。因其一次成形，無(wú)需顯影或者刻蝕等后續(xù)處理 工藝，而且也無(wú)離散化近似，器件的衍射效率和制作精度比傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝套刻制作的器 件均有較大提高。其廣泛應(yīng)用于各種微納形貌制作，光柵和二元光學(xué)器件等的制作。這對(duì) 激光直寫(xiě)材料的特性提出了要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，該方法可以獲得良好 的亞微米級(jí)圖形結(jié)構(gòu)。這種圖形結(jié)構(gòu)有望用于太陽(yáng)能電池，液晶顯示等領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，其特點(diǎn)在于該方法包括以下步驟(a)玻璃基片清洗采用兩面拋光的玻璃圓片，表面粗糙度小于lOnm，基片經(jīng)純凈 水浸泡、純凈水超聲清洗，無(wú)水乙醇超聲波清洗后，取出用純度為99. 9%的高壓氮?dú)獯蹈桑?b)基片和濺射靶材安裝將清洗好的玻璃基片固定在磁控濺射儀的玻璃基片托 上，然后把玻璃基片托夾持在磁控濺射儀的濺射真空腔里的基片座上。把需要濺射的介質(zhì) 靶材和相變靶材放到相應(yīng)的靶基座上固定好；調(diào)節(jié)靶材與玻璃基片之間的距離，關(guān)閉真空 腔蓋；(c)磁控濺射儀抽真空首先利用機(jī)械泵抽真空至5Pa以下，然后開(kāi)分子泵，約1 小時(shí)后開(kāi)高真空計(jì)，查看濺射真空腔內(nèi)真空度，直至濺射真空腔內(nèi)真空度優(yōu)于4X ICT4Pa;(d)下層介質(zhì)膜層的濺射采用Ar作為本底氣體。利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基 片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的介質(zhì)靶材上方。然后打開(kāi)Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，通過(guò) 流量計(jì)控制Ar的通入量為80毫升/分鐘(以下簡(jiǎn)稱為sccm)，同時(shí)調(diào)節(jié)磁控濺射儀閘板閥 至工作氣壓為0. SPa0接著打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率IOOW并采用計(jì)算機(jī)程 序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉Ar閥門(mén)，打開(kāi) 閘板閥抽氣，以去除腔內(nèi)雜質(zhì)。(e)相變材料膜層的濺射采用Ar作為本底氣體。利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基 片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的相變材料靶材上方。然后打開(kāi)Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，
4通過(guò)流量計(jì)控制Ar的通入量為SOsccm，同時(shí)調(diào)節(jié)磁控濺射儀閘板閥至工作氣壓為0. SPa0 接著打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率，并采用計(jì)算機(jī)程序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介 質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉Ar閥門(mén)，打開(kāi)間板閥抽氣，以去除腔內(nèi) 雜質(zhì)。。(f)上層介質(zhì)膜層的濺射采用Ar作為本底氣體。利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基 片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的介質(zhì)靶材上方。然后打開(kāi)Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，通過(guò) 流量計(jì)控制Ar的通入量為SOsccm，同時(shí)調(diào)節(jié)磁控濺射儀閘板閥至工作氣壓為0. SPa0接著 打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率IOOW并采用計(jì)算機(jī)程序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介 質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉Ar閥門(mén)，打開(kāi)閘板閥抽氣，以去除腔內(nèi) 雜質(zhì)，完成激光直寫(xiě)薄膜制備，利用計(jì)算機(jī)程序使玻璃基片托恢復(fù)到原來(lái)位置，關(guān)閉磁控濺 射儀，放氣，打開(kāi)磁控濺射儀的真空腔蓋，取出所述的激光直寫(xiě)薄膜；(g)激光直寫(xiě)微納圖形將所述的激光直寫(xiě)薄膜置于計(jì)算機(jī)控制的精密二維移動(dòng) 平臺(tái)上依次打開(kāi)計(jì)算機(jī)程序和激光器；根據(jù)待制備的激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)，選定移動(dòng)平 臺(tái)的二維移動(dòng)速度，選定激光器相應(yīng)輸出的激光功率和脈寬，或通過(guò)計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)改變 激光功率和脈寬；所述的計(jì)算機(jī)根據(jù)計(jì)算機(jī)的程序同步控制所述的工作臺(tái)和激光器協(xié)同工 作，得到所需要的微納圖形結(jié)構(gòu)陣列。所述的介質(zhì)靶材為ZnS-SiO2, SiN或Si。所述的相變靶材為AglnSbTe，GeSbTe或SbTe。所述的精密二維移動(dòng)平臺(tái)的二維移動(dòng)速度的變化范圍為10 100 μ m/s所述的激光器的激光功率變化范圍為3mW 5mW。所述的激光器相應(yīng)的脈寬變化范圍為50ns 200ns本發(fā)明的技術(shù)效果(1)、本發(fā)明結(jié)合了激光直寫(xiě)技術(shù)作用時(shí)間短的特性和相變材料熔點(diǎn)，沸點(diǎn)低的特 點(diǎn)，在特制薄膜材料結(jié)構(gòu)上直接進(jìn)行圖形結(jié)構(gòu)的制造，操作簡(jiǎn)單，成本很低，重復(fù)性高。(2)、本發(fā)明中的薄膜材料結(jié)構(gòu)主要是上下兩層介質(zhì)層之間的相變材料發(fā)生熔化 甚至氣化，使其局部發(fā)生體積膨脹，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，而且材料具有優(yōu)異的抗氧化性和熱穩(wěn)定 性。(3)、本發(fā)明采用了脈沖激光器在高精度二維移動(dòng)平臺(tái)上對(duì)該元件結(jié)構(gòu)進(jìn)行激光 直寫(xiě)，獲得了良好的亞微米級(jí)圖形結(jié)構(gòu)，其參數(shù)可控性好、結(jié)構(gòu)重復(fù)性高，且整齊均勻。本發(fā)明利用激光作用時(shí)間短以及相變材料熔點(diǎn)沸點(diǎn)低的特性，采用脈沖激光直接 作用薄膜結(jié)構(gòu)以制造圖形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的激光直寫(xiě)薄膜具有優(yōu)異的抗氧化性和穩(wěn)定性，并 且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，適合作為激光直寫(xiě)材料。采用綠光激光器在高精度二維移動(dòng)平臺(tái)上對(duì)該 激光直寫(xiě)薄膜進(jìn)行激光直寫(xiě)，獲得了良好的亞微米級(jí)圖形結(jié)構(gòu)。這種圖形結(jié)構(gòu)有望用于太 陽(yáng)能電池，液晶顯示等領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明激光直寫(xiě)薄膜結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)形貌效果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖1為本發(fā)明激光直寫(xiě)薄膜結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見(jiàn)本發(fā)明特殊的“三明治”式結(jié) 構(gòu)。其中最表面為上介質(zhì)層1，其下為相變材料層2，再下層為下介質(zhì)層3和玻璃基片4。其 材料名稱如下上介質(zhì)層的材料是ZnS-SiO2, Si或SiN中任何一種；相變材料層的材料是AgInSbTe，GeSbTe或SbTe中任何一種；下介質(zhì)層的材料是ZnS-SiO2, Si或SiN中任何一種該激光直寫(xiě)薄膜是通過(guò)磁控濺射儀在玻璃基片上依次濺射的下介質(zhì)層、中間相變 材料層和上介質(zhì)層構(gòu)成，所述的中間相變材料層的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均較低，下介質(zhì)層和上介質(zhì) 層的性能穩(wěn)定。下面是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步 驟(a)玻璃基片清洗采用兩面拋光的玻璃圓片，不同得磁控濺射儀器對(duì)基片得要 求不一樣，本專利中基片的直徑和厚度分別為30mm和1. 2mm，表面粗糙度一般小于lOnm，且 表面粗糙度越小則成膜質(zhì)量越高。基片經(jīng)純凈水浸泡30min、純凈水超聲清洗20min，無(wú)水 乙醇超聲波清洗20min后，取出用高壓氮?dú)?純度99. 9%)吹干。(b)基片和濺射靶材安裝將清洗好的玻璃基片固定在磁控濺射儀的玻璃基片托 上，然后把玻璃基片托夾持在磁控濺射儀的濺射真空腔里的基片座上。把需要濺射的介質(zhì) 靶材和相變靶材放到相應(yīng)的靶基座上固定好；調(diào)節(jié)靶材與玻璃基片之間的距離，關(guān)閉真空
腔蓋；(c)磁控濺射儀真空腔內(nèi)抽真空首先利用機(jī)械泵抽真空至5Pa以下，然后開(kāi)分 子泵，約1小時(shí)后開(kāi)高真空計(jì)，查看濺射真空腔內(nèi)真空度，直至濺射真空腔內(nèi)真空度優(yōu)于 4X10-4Pa ；濺射薄膜厚度的選取。通過(guò)優(yōu)化參數(shù)得到的結(jié)果為相變材料層(AglnSbTe，GeSbTe 或SbTe)濺射厚度約為100 300nm。厚度太小，薄膜在激光作用下體積變化不明顯；厚度 太大，則浪費(fèi)材料并且耗時(shí)多，濺射成本高。上下兩層介質(zhì)層(ZnS-SiO2, SiN或Si)濺射厚 度約為IOnm左右，主要是在激光作用下起到保護(hù)中間膜層，促進(jìn)體積膨脹的作用。其厚度 太大，則限制凸起高度；厚度太小，則會(huì)造成材料的燒蝕，也不利于圖形的制造。濺射過(guò)程 中，薄膜厚度由計(jì)算機(jī)程序控制濺射時(shí)間來(lái)決定。(d)首先進(jìn)行下層介質(zhì)膜層(ZnS-SiO2, SiN或Si)的濺射采用Ar作為本底氣體。 利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的介質(zhì)靶材上方。然后打開(kāi) Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，通過(guò)流量計(jì)控制Ar的通入量為SOsccm，同時(shí)調(diào)節(jié)磁控濺射儀閘板 閥至工作氣壓為0. SPa0接著打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率IOOW并采用計(jì)算機(jī) 程序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉Ar閥門(mén)，打 開(kāi)閘板閥抽氣5min以去除腔內(nèi)雜質(zhì)。(e)接著進(jìn)行相變材料膜層(AglnSbTe，GeSbTe或SbTe)的濺射采用Ar作為本 底氣體。利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的相變材料靶材上
6方。然后打開(kāi)Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，通過(guò)流量計(jì)控制Ar的通入量為SOsccm，同時(shí)調(diào)節(jié) 磁控濺射儀閘板閥至工作氣壓為0. SPa0接著打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率，并 采用計(jì)算機(jī)程序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉 Ar閥門(mén)，打開(kāi)閘板閥抽氣5min以去除腔內(nèi)雜質(zhì)。。(f)最后進(jìn)行上層介質(zhì)膜層(ZnS-SiO2, SiN或Si)的濺射采用Ar作為本底氣體。 利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的介質(zhì)靶材上方。然后打開(kāi) Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，通過(guò)流量計(jì)控制Ar的通入量為SOsccm，同時(shí)調(diào)節(jié)磁控濺射儀閘板 閥至工作氣壓為0. SPa0接著打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率IOOW并采用計(jì)算機(jī) 程序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉Ar閥門(mén)，打 開(kāi)閘板閥抽氣5min以去除腔內(nèi)雜質(zhì)。最后利用計(jì)算機(jī)程序使玻璃基片托恢復(fù)到原來(lái)位置， 然后關(guān)閉磁控濺射儀，放氣，開(kāi)腔取樣。(g)激光直寫(xiě)微納圖形將所述的激光直寫(xiě)薄膜置于計(jì)算機(jī)控制的精密二維移動(dòng) 平臺(tái)上依次打開(kāi)計(jì)算機(jī)程序和激光器；根據(jù)待制備的激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)，選定移動(dòng)平 臺(tái)的二維移動(dòng)速度，選定激光器相應(yīng)輸出的激光功率和脈寬，或通過(guò)計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)改變 激光功率和脈寬；所述的計(jì)算機(jī)根據(jù)計(jì)算機(jī)的程序同步控制所述的工作臺(tái)和激光器協(xié)同工 作，得到所需要的微納圖形結(jié)構(gòu)陣列。通過(guò)優(yōu)化參數(shù)得到的激光直寫(xiě)工藝參數(shù)為激光功率3mW 5mW，脈寬50ns 200ns。隨著功率的增大，凸起的直徑和高度也隨之增大，但功率太大，會(huì)造成能量密度過(guò)高 對(duì)薄膜造成燒蝕；功率太小則能量密度不夠，材料產(chǎn)生不了明顯的體積變化。脈寬對(duì)其直徑 和高度的影響也有相似的規(guī)律。在實(shí)際操作中，應(yīng)該調(diào)節(jié)激光功率與脈寬使其達(dá)到最好的 效果。通過(guò)調(diào)節(jié)不同的激光工藝參數(shù)可以得到不同形狀和尺寸參數(shù)的圖形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，微納圖形結(jié)構(gòu)通過(guò)激光直接得到，無(wú)需后 續(xù)顯影和刻蝕步驟，且制造速率迅速，可以大面積制造。圖2實(shí)施例中的上下兩層介質(zhì)層均為Si，相變材料為AgInSbTe。介質(zhì)層Si采用射 頻電源進(jìn)行磁控濺射，氬氣為本底氣體，本底真空優(yōu)于4X IO-4Pa,濺射氣壓為0. 8Pa,濺射 功率為100W，濺射厚度為lOnm。相變材料AgInSbTe也采用射頻電源進(jìn)行磁控濺射，氬氣為 本底氣體，本底真空優(yōu)于4X 10_4Pa，濺射氣壓為0. 8Pa,濺射功率為70W，濺射厚度為lOOnm。 其圖形結(jié)構(gòu)制造過(guò)程是把該薄膜結(jié)構(gòu)放置于計(jì)算機(jī)程序控制的高精度二維工作平臺(tái)上，利 用綠光激光器作為輻照源使AgInSbTe材料發(fā)生熔化甚至氣化，從而使其體積發(fā)生膨脹。由 于該結(jié)構(gòu)為密封的結(jié)構(gòu)，膨脹的體積被封閉于該結(jié)構(gòu)中對(duì)表面介質(zhì)層產(chǎn)生巨大的壓力，這 個(gè)壓力使表面產(chǎn)生巨大的凸起，從而成為一種圖形結(jié)構(gòu)。采用信號(hào)發(fā)生器控制激光參數(shù)，固 定激光脈寬為150ns，通過(guò)改變激光功率值在3mW 5mW變化得到了一系列不同寬高比的 圖形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)涉及物理變化。由圖2可見(jiàn)，這些結(jié)構(gòu)多呈圓錐形，這與激光能量的分布 狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)改變激光功率在3. Omff, 3. 5mff, 4. Omff, 4. 5mff, 5. OmW之間變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的凸起 高度分別為 46nm, 53nm, 67nm, 85nm, 98nm ；對(duì)應(yīng)的直徑分別為 482nm，614nm，782nm，883nm， 912nm。下面表1列出了本發(fā)明一系列實(shí)施例的激光直寫(xiě)薄膜結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的激光直寫(xiě)微 結(jié)構(gòu)所使用的激光功率、激光脈寬和相變材料的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明利用激光作用時(shí)間短以及相變材料熔點(diǎn)沸點(diǎn)低的特性，采用脈沖激光直接作用于激光直寫(xiě)薄膜以制造圖形結(jié)構(gòu)。這種激光直寫(xiě)薄膜具有優(yōu)異的抗氧化性 和穩(wěn)定性，附著力強(qiáng)、可控性好、致密度高、可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)。并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，適合作為 激光直寫(xiě)材料。采用綠光激光器在高精度二維移動(dòng)平臺(tái)上對(duì)該元件結(jié)構(gòu)進(jìn)行激光直寫(xiě)，可 以獲得了良好的亞微米級(jí)圖形結(jié)構(gòu)。這種圖形結(jié)構(gòu)有望用于太陽(yáng)能電池，液晶顯示等領(lǐng)域。表1脈沖激光制造圖形結(jié)構(gòu)實(shí)施例一覽表
權(quán)利要求
一種激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(a)玻璃基片清洗采用兩面拋光的玻璃圓片，表面粗糙度小于10nm，基片經(jīng)純凈水浸泡、純凈水超聲清洗，無(wú)水乙醇超聲波清洗后，取出用純度為99.9％的高壓氮?dú)獯蹈桑?b)基片和濺射靶材安裝將清洗好的玻璃基片固定在磁控濺射儀的玻璃基片托上，然后把玻璃基片托夾持在磁控濺射儀的濺射真空腔里的基片座上。把需要濺射的介質(zhì)靶材和相變靶材放到相應(yīng)的靶基座上固定好；調(diào)節(jié)靶材與玻璃基片之間的距離，關(guān)閉真空腔蓋；(c)磁控濺射儀抽真空首先利用機(jī)械泵抽真空至5Pa以下，然后開(kāi)分子泵，約1小時(shí)后開(kāi)高真空計(jì)，查看濺射真空腔內(nèi)真空度，直至濺射真空腔內(nèi)真空度優(yōu)于4×10 4Pa；(d)下層介質(zhì)膜層的濺射采用Ar作為本底氣體。利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的介質(zhì)靶材上方。然后打開(kāi)Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，通過(guò)流量計(jì)控制Ar的通入量，同時(shí)調(diào)節(jié)磁控濺射儀閘板閥至工作氣壓為0.8Pa。接著打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率100W并采用計(jì)算機(jī)程序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉Ar閥門(mén)，打開(kāi)閘板閥抽氣，以去除腔內(nèi)雜質(zhì)。(e)相變材料膜層的濺射采用Ar作為本底氣體。利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的相變材料靶材上方。然后打開(kāi)Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，通過(guò)流量計(jì)控制Ar的通入量，同時(shí)調(diào)節(jié)磁控濺射儀閘板閥至工作氣壓為0.8Pa。接著打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率，并采用計(jì)算機(jī)程序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉Ar閥門(mén)，打開(kāi)閘板閥抽氣，以去除腔內(nèi)雜質(zhì)。。(f)上層介質(zhì)膜層的濺射采用Ar作為本底氣體。利用計(jì)算機(jī)程序把裝有玻璃基片的玻璃基片托轉(zhuǎn)移至將要濺射的介質(zhì)靶材上方。然后打開(kāi)Ar閥門(mén)開(kāi)關(guān)向腔內(nèi)充Ar，通過(guò)流量計(jì)控制Ar的通入量，同時(shí)調(diào)節(jié)磁控濺射儀閘板閥至工作氣壓為0.8Pa。接著打開(kāi)射頻電源，調(diào)節(jié)至靶材濺射所需功率100W并采用計(jì)算機(jī)程序控制濺射時(shí)間進(jìn)行下介質(zhì)層的濺射工作。濺射完成后，關(guān)閉射頻電源，關(guān)閉Ar閥門(mén)，打 開(kāi)閘板閥抽氣，以去除腔內(nèi)雜質(zhì)，完成激光直寫(xiě)薄膜制備，利用計(jì)算機(jī)程序使玻璃基片托恢復(fù)到原來(lái)位置，關(guān)閉磁控濺射儀，放氣，打開(kāi)磁控濺射儀的真空腔蓋，取出所述的激光直寫(xiě)薄膜；(g)激光直寫(xiě)微納圖形將所述的激光直寫(xiě)薄膜置于計(jì)算機(jī)控制的精密二維移動(dòng)平臺(tái)上依次打開(kāi)計(jì)算機(jī)程序和激光器；根據(jù)待制備的激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)，選定移動(dòng)平臺(tái)的二維移動(dòng)速度，選定激光器相應(yīng)輸出的激光功率和脈寬，或通過(guò)計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)改變激光功率和脈寬；所述的計(jì)算機(jī)根據(jù)程序同步控制所述的工作臺(tái)和激光器協(xié)同工作，得到所需要的微納圖形結(jié)構(gòu)陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述的介質(zhì)靶材 為 ZnS-SiO2, SiN 或 Si。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述的相變靶材 為 AgInSbTe, GeSbTe 或 SbTe0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述的工作臺(tái)二 維移動(dòng)速度的變化范圍為10 100 μ m/s
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述的激光器的 激光功率變化范圍為3mW 5mW。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述的激光器相 應(yīng)的脈寬變化范圍為50ns 200ns。
全文摘要
一種激光直寫(xiě)微納圖形結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟玻璃基片清洗、玻璃基片和濺射靶材安裝、磁控濺射儀抽真空、下層介質(zhì)膜層的濺射、相變材料膜層的濺射、上層介質(zhì)膜層的濺射后獲得激光直寫(xiě)薄膜和激光直寫(xiě)微納圖形。本發(fā)明可以獲得良好的亞微米級(jí)圖形結(jié)構(gòu)。這種圖形結(jié)構(gòu)有望用于太陽(yáng)能電池，液晶顯示等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C23C14/54GK101914756SQ20101021774
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者干福熹, 頓愛(ài)歡, 魏勁松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所