[发明专利]基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法

权利要求书

1.基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)根据所制作的微/纳元件的各层膜层的界面函数，得到各层膜层的厚度分布函数， 即各层膜层的各个区域的厚度；所述的微/纳元件的各层膜层为具有连续浮雕结构、或多台 阶浮雕结构、或均匀厚度的膜层；

(2)根据具体的各膜层的厚度分布函数，确定该膜层所用的掩模开孔的形状和几何尺寸， 沿掩模移动的方向周期性地制备此形状和几何尺寸的掩模开孔；所述的掩模开孔为能通过沉 积粒子的通孔；所述膜层在平行于掩模移动方向的直线上的各点的膜层厚度相同；

(3)将掩模与基片平行放置，使掩模可相对基片匀速平移；

(4)通过掩模开孔以稳定的速率向基片定向沉积膜料，并在沉积过程中匀速平移掩模， 且掩模匀速平移的距离为掩模开孔周期的整数倍；通过掩模开孔的形状和几何尺寸调制基片 上各个区域沉积的膜厚，获得预定厚度分布的单层浮雕结构膜层；

(5)重复步骤(1)-(4)，在基片上连续沉积若干层预定膜料种类和厚度分布的单层 浮雕结构膜层，就可以获得多层浮雕结构复合膜层。

2.根据权利要求1所述的一种基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方 法，其特征在于：所述步骤(1)中的各层膜层的厚度分布函数为该微/纳元件的各层膜层 在垂直于基底平面的方向上的厚度分布函数，数值为各层膜层的上下界面之差值：若设 第i层膜层的厚度分布函数为f(x)，第i层膜层的上界面函数为z_i(x)，i＝1，2，3，…，n，n为多层浮 雕结构的膜层数量，基底的上界面的函数为z₀(x)＝0，第i层膜层的下界面就是第i-1层膜层 的上界面，则f(x)＝z_i(x)-z_i-1(x)，即第i层膜层的厚度分布函数f(x)的数值等于第i层膜层的上 界面函数z_i(x)减去第i-1层膜层的上界面函数z_i-1(x)。

3.根据权利要求1所述的基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法，其 特征在于：所述步骤(2)中沿掩模移动方向周期分布的掩模开孔的形状和几何尺寸均相同， 掩模开孔的周期大于掩模移动方向上单个开孔的最大高度。

4.根据权利要求1所述的基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法，其 特征在于：所述步骤(3)中的基片为紫外光材料、可见光材料或红外材料。

5.根据权利要求1所述的基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法，其 特征在于：所述步骤(3)中的掩模在静止和移动时均不与基片上的浮雕结构接触，掩模与基 片的距离为500纳米到500微米。

6.根据权利要求1所述的基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法，其 特征在于：所述步骤(3)中的掩模相对于基片的匀速移动为一维移动，沿预定的掩模移动方 向即掩模开孔排列的方向匀速移动掩模、或反方向匀速移动基片。

7.根据权利要求1所述的基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法，其 特征在于：所述步骤(4)中定向沉积的方法为电子束蒸镀、热蒸镀、或激光沉积。

8.根据权利要求1所述的基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法，其 特征在于：所述步骤(4)中定向沉积的膜料为银、铜、铝、铬、金、二氧化硅、硅、玻璃、 砷化镓、氮化镓或氧化铝。

9.根据权利要求1所述的基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法，其 特征在于：所述步骤(4)中基片上各平行于Y方向的直线上沉积的膜层厚度与掩模上正 对该直线的开孔高度g(x_i)成正比，即f(x)＝kg(x)，其中k为一常数。

10.根据权利要求1所述的基于移动编码掩模原理制备多层浮雕结构复合膜层的方法， 其特征在于：所述步骤(5)中各层浮雕结构膜层的厚度分布相同或成比例时，采用的掩模具 有相同的掩模开孔或掩模开孔在Y方向的高度成比例；不同膜层的厚度分布不相同且不成比 例时，则使用不同开孔的掩模。