su-8光刻胶制作三维光子晶体

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1、第34卷第8期光电工程Vol.34,No.82007年8月Opto-ElectronicEngineeringAug,2007文章编号：1003-501X(2007)08-0028-04SU-8光刻胶制作三维光子晶体张晓玉，高洪涛，周崇喜，刘强，邢廷文，姚汉民(中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室，四川成都610209)摘要：针对SU-8光刻胶应用于三维光子晶体的制作研究，本文提出并实现了对SU-8光刻胶的重要成分SU-8环氧树脂采用柱层析和高压液相色谱-尺寸排阻色谱法进行分离，分离结果表明SU-8环氧树脂分子量分布范围很大，从大约100~100000，包括S

2、U-1、SU-2、SU-4、SU-6、SU-8多种组分及其混合物。采用分离后的SU-8和SU-6纯组分配制了性能优化的SU-8光刻胶，并总结了其最佳光刻工艺，结合干涉光刻技术制作了晶格常数为922nm的三维面心立方光子晶体结构。关键词：SU-8光刻胶；三维光子晶体；柱层析；尺寸排阻色谱法中图分类号：TP305文献标志码：AThree-dimensionphotoniccrystalsfabricationusingSU-8photoresistZHANGXiao-yu，GAOHong-tao，ZHOUChong-xi，LIUQiang，XINGTing-wen，YAOHan-m

3、in(StateKeyLaboratoryofOpticalTechnologiesforMicrofabrication,theInstituteofOpticsandElectronics,theChineseAcademyofSciences,Chengdu610209,China)Abstract:InordertostudySU-8photoresistapplicationtothree-dimensionphotoniccrystalsfabrication,theseparationofeponSU-8wasproposedandrealizedusingcol

4、umnchromatographyandsizeexclusionchromatography.TheresultsindicatethatthemolecularweightdistributionofeponSU-8isfromabout100to100000,andincludesSU-1,SU-2,SU-4,SU-6,andSU-8differentcomponent,andtheirmixture.Accordingtotheseparationresults,theoptimalSU-8photoresistwascompoundedusingSU-6andSU-8

5、purecomponentandtheoptimallithographyprocesswasgotten.Thethree-dimensionface-centered-cubicphotoniccrystalswithcrystallatticeconstant922nmwerefabricatedusinginterferencelithography.Keywords:SU-8photoresist;3-Dphotoniccrystals;columnchromatography;sizeexclusionchromatography引言[1]光子晶体的概念首先提出于1

6、987年，由美国贝尔通讯研究中心的Yablonovitch和普林斯顿大学物理[2]系的John分别独立地提出的。光子晶体是一类介电常数呈周期分布的人工结构材料，当电磁波在其中传播时，受到多重散射，散射波之间的干涉作用使光子晶体具有类似于固体晶体的能带结构，在带与带之间存在带隙。自从光子晶体的概念提出之后，对光电子学的理论和应用产生了巨大的影响。而光子晶体制作技术是光子晶体走向实际应用的关键环节，也是光子晶体研究领域的重点和难点。尤其是制作近红外和可见光波段的三维光子晶体还有很大的困难，而其在光通讯等领域具有重要的应用价值，使得三维光子晶体的制作成为众多科技人员孜孜不倦追求的目标

7、。1990年，美国的何启明等人所在的小组首次成功地预言了[3][4]一种具有金刚石结构的三维光子晶体中存在完全带隙结构。1991年Yablonovitch采用人工机械钻孔的收稿日期：2006-11-31；收到修改稿日期：2007-04-03基金项目：国家自然科学基金资助项目(60408004)作者简介：张晓玉(1972-)，女(汉族)，陕西咸阳人，助理研究员，博士研究生，主要从事光子晶体的研究。E-mail:Jade_chengdu@hotmail.com2007年8月张晓玉等：SU-8光刻