表面增强拉曼散射元件、以及制造表面增强拉曼散射元件的方法_4

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电体层31形成的第2间隙G2也能够作为纳米间隙而很好地发挥功能。
[0077]另外,在SERS元件2中,基部33和突出部34在槽33a的最深部也可以相连,在该情况下,也能够使由基部33和突出部34形成的第I间隙Gl作为纳米间隙而很好地发挥功會K。
[0078]接着,就制造SERS元件2的方法的一个例子进行说明。首先,如图8 (a)所示,准备薄膜基材F,在薄膜基材F的表面涂布UV固化树脂,由此将UV固化树脂层Rl形成在薄膜基材F上。另一方面,准备母模MM。母模MM包含对应于微细构造部24的微细构造部M24、以及支撑微细构造部M24的支撑部M25。在母模MM上,以在后面的工序中能够容易脱模的方式实施利用脱模剂等的表面处理。
[0079]接着,如图8 (b)所示,通过将母模MM按压于薄膜基材F上的UV固化树脂层Rl,并在该状态下照射UV来使UV固化树脂层Rl固化,从而将多个微细构造部M24的图案转印至UV固化树脂层R1。接着,如图8(c)所示,通过将母模MM从薄膜基材F上的UV固化树脂层Rl脱模,从而获得转印有多个微细构造部M24的图案的复制模(replica mold)(复型膜)RMo另外,也可以在复制模RM以在后面的工序中能够容易脱模的方式实施利用脱模剂等的表面处理。
[0080]接着,如图9(a)所不,准备成为基板21的娃晶片W,在娃晶片W的表面涂布UV固化树脂,由此将成为成形层22的纳米压印层R2形成在硅晶片W上。接着,如图9(b)所示,将复制模RM按压于硅晶片W上的纳米压印层R2,在该状态下照射UV来使纳米压印层R2固化,由此将复制模RM的图案转印至纳米压印层R2。
[0081]接着,如图9 (c)所示,通过将复制模RM从硅晶片W上的纳米压印层R2脱模,从而获得形成有多个微细构造部24 (成形层22)的硅晶片W。即,在该工序中,具有多个支柱27的微细构造部24形成在基板21的表面21a上(第I工序)。
[0082]接着,通过使Au或Ag等金属(上述的导电体材料)堆积在基板21的表面21a和微细构造部24 (成形层22),从而形成第I导电体层31和第2导电体层32。在此,首先,如图10所示,由溅射法或离子镀覆法等各向异性比较低的第I气相生长法在基板21的表面21a和微细构造部24上堆积导电体材料,由此在基板21的表面21a和微细构造部24上形成第I导电体层31(第2工序)。
[0083]在该工序中,由于使用各向异性比较低的第I气相生长法,因此,如图10(a)所示,相对于微细构造部24 (成形层22)的入射方向比较随机的导电体颗粒堆积在微细构造部24 (成形层22)上(即,从多个方向入射到微细构造部24的导电体颗粒堆积在微细构造部24上),并形成有第I导电体层31。因此,第I导电体层31以连续覆盖基板21的表面21a整体的方式形成在表面21a和微细构造部24上。第I导电体层31以在支柱27的顶部27a、支柱27的侧面27b、以及支撑部25的表面25a上成为大致均匀的厚度的方式形成。
[0084]接着,如图11所示,通过由蒸镀法(例如,电阻加热真空蒸镀法、电子束加热真空蒸镀法和高频加热真空蒸镀法等)等各向异性比较高的第2气相生长法来在第I导电体层31上堆积与第I导电体层31相同的导电材料,从而在第I导电体层31上形成第2导电体层32 (第3工序)。第2气相生长法的各向异性高于用于形成第I导电体层31的第I气相生长法的各向异性。
[0085]在该工序中,由于使用各向异性比较高的第2气相生长法(例如由于在蒸镀装置内固定蒸镀源与第I导电体层31 (微细构造部24)的相对的位置关系的状态下实施蒸镀法),因此例如相对于第I导电体层31的入射方向为大致一定的导电体颗粒堆积在第I导电体层31上,并形成有第2导电体层32。另外,如果相对于第I导电体层31的导电体颗粒的入射方向为大致一定,则包含导电体颗粒的大部分相对于第I导电体层31从规定方向入射,并且少数导电体颗粒相对于第I导电体层31从与规定方向不同的方向入射的情况。因此,第2导电体层32如上述的槽33a那样在基板21的表面21a上产生部分没有被形成的部位。更具体而言,如图11(a)所示,如果使导电体颗粒相对于第I导电体层31在支柱27突出的方向上堆积,则如图11(b)所示,在第I导电体层31的支撑部25的表面25a上的部分或支柱27的顶部27a上的部分,导电体颗粒容易到达(导电体颗粒变得容易附着)。
[0086]另一方面,在第I导电体层31上的支柱27根部近旁的部分,由于堆积在支柱27的顶部27a上的导电体层(突出部34)的射影效果,导电体颗粒难以到达(导电体颗粒难以附着)。由此,以包围支柱27的方式在基部33形成有槽33a。此外,在第I导电体层31的支柱27的侧面27b上的部分,由于同样的射影效果,导电体颗粒也难以附着。由此,突出部34在端部34a成为变窄的形状,并且突出部34的端部34a位于槽33a内。
[0087]通过在微细构造部24形成第I导电体层31,并在其上形成第2导电体层32,从而形成光学功能部20。其后,通过将硅晶片W切断成各个微细构造部24 (换言之,各个光学功能部20),从而制造多个SERS元件2。另外,也可以在先切断硅晶片W并制成贴片形状之后,形成第I导电体层31和第2导电体层32。
[0088]如以上所说明的,在制造该SERS元件2的方法中,首先,通过各向异性相对较低的第I气相生长方法在基板21的表面21a和微细构造部24上形成第I导电体层31。因此,以用均匀的厚度连续覆盖基板21的表面21a和微细构造部24的方式在表面21a和微细构造部24上形成第I导电体层31。另一方面,在该方法中,通过各向异性相对较高的第2气相生长法,在第I导电体层31之上形成第2导电体层32。因此,在导电体颗粒的堆积中发生偏向的结果是,形成有具有形成纳米间隙那样的槽33a的第2导电体层32。
[0089]因此,即使从基板21或微细构造部24等基底部分产生气体等,也能够通过第I导电体层31来降低该气体等对第2导电体层32的影响。因此,根据该方法,由于不需要将构成基板21或微细构造部24等的材料限制于不会产生使第2导电体层32产生污染的气体等那样的材料,因此在制造SERS元件2时可以抑制设计自由度的降低。
[0090]另外,在该方法中,在形成在具有多个支柱27的微细构造部24上的第I导电体层31之上,使用各向异性相对较高的第2气相生长法来形成第2导电体层32。因此,如以上所述,相对于第2导电体层32形成有对应于微细构造部24的支柱27的突出部34、以及以包围支柱27的方式形成有槽33a的基部33。其结果,可以制造在各个槽33a内形成有作为纳米间隙而发挥功能的第I间隙Gl或第2间隙G2的SERS元件2。
[0091]另外,在该方法中,由于通过各向异性相对较高的第2气相生长法来形成第2导电体层32,因此也考虑了在支柱27的侧面27b上基本上不形成第2导电体层32的情况。然而,即使是在那样的情况下,也由于在支柱27的侧面27b上通过第I气相生长法预先形成有第I导电体层31,因此可以在支撑部25的表面25a上的导电体层(第2导电体层32的基部33)与支柱27的侧面27b上的导电体层(第I导电体层31)之间切实形成有纳米间隙。
[0092]另外,在该方法中,在第I导电体层31之上,通过堆积与第I导电体层31相同的导电体颗粒来形成第2导电体层32。因此,可以在形成第2导电体层32时抑制在导电体颗粒的凝聚性上发生位置偏向,形成均匀的凝聚体(颗粒),由此稳定地形成纳米间隙。相对于此,在将导电体颗粒直接堆积在基板21的表面21a或微细构造部24等基底部分的情况下,由于基底部分的材料与导电体材料的匹配性而导致凝聚性会有所不同,因而有颗粒不能够被均匀地形成的担忧。
[0093]另外,即使是在相对于第2导电体层32不形成颗粒的情况下,也由于第2导电体层32的基底是相同材料的第I导电体层31,因此能够稳定地形成适当的纳米间隙。即,根据该方法,不管颗粒有无形成,均容易将第2导电体层32形成为所期望的形状。
[0094]接着,就SERS元件的实施例进行说明。图12是实施例所涉及的SERS元件的光学功能部的SEM照片(从相对于垂直于基板表面的方向倾斜30°的方向拍摄光学功能部的SEM照片)。在本实施例中,作为第I导电体层,以膜厚为50nm的方式由溅射法堆积Au,作为第2导电体层以膜厚为50nm的方式由蒸镀法堆积Au。如图1
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