研究目的
展示一种简便的制备方法，用于制造具有简单立方晶格结构的三维硅光子晶体，该结构在近红外波长范围内呈现完整的光子带隙，并探索其作为光学带通滤波器和有机溶剂传感器的应用。
研究成果
该研究成功展示了一种一步法制备具有完整光子带隙的三维光子晶体薄膜的工艺。所制备的薄膜表现出优异的机械稳定性，可转移至多种基底上。通过引入平面缺陷，这些薄膜可作为光学带通滤波器和有机溶剂传感器，有望应用于生物传感器、光通信和激光器领域。
研究不足
该制造工艺受限于光刻胶的厚度，从而制约了DREM循环次数。由于博世工艺的固有局限性，难以精确控制扇贝状结构的尺寸与形状。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用改进的DREM刻蚀工艺制备三维光子晶体薄膜，结合标准深紫外步进光刻与单次改良等离子体刻蚀工艺。
2：样品选择与数据来源：
以硅晶圆为主要材料，通过DUV步进光刻定义图案。
3：实验设备与材料清单：
设备包括DUV步进光刻系统（FPA-3000EX4，佳能）、双源感应耦合等离子体刻蚀系统（DRIE Pegasus，SPTS）及光谱椭偏仪（Vase，J.A. Woollam公司）。材料包含硅晶圆、DUV光刻胶（JSR KRF M230Y）和Efiron PC-404聚合物。
4：实验流程与操作步骤：
工艺包含DUV步进光刻图案定义、迭代DREM工艺与各向同性刻蚀，以及最终干法释放使薄膜脱离硅衬底。
5：数据分析方法：
使用光谱椭偏仪和配备宽带光学光谱仪的测角台测量反射与透射光谱。
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获取完整内容-
DUV stepper lithography system
FPA-3000EX4
Canon
Pattern definition with DUV stepper lithography
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Spectroscopic ellipsometer
Vase
J.A. Woollam Co., Inc.
Measurement of reflection and transmission spectra
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Dual source inductively coupled plasma etching system
DRIE Pegasus
SPTS
Plasma etching process
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DUV resist
JSR KRF M230Y
JSR-Micro
Coating on silicon wafers for pattern definition
-
Efiron PC-404
PC-404
Lucantix
Infiltrating and transferring 3D PhC membranes with polymer
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