[發(fā)明專利]一種吸收峰位置動態(tài)可調(diào)的太赫茲窄帶吸波體制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310483331.0
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN104555892A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡放榮;牛軍浩;陳濤;熊顯名
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太赫茲技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種吸收峰位置動態(tài)可調(diào)的太赫茲窄帶吸波體制作方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，限制太赫茲技術(shù)推廣應(yīng)用的重要原因是缺乏高靈敏度的太赫茲探測器。為提高太赫茲探測器的探測靈敏度，本領(lǐng)域的技術(shù)人員最近提出將太赫茲窄帶吸波體制作在熱效應(yīng)太赫茲探測器的接收表面，以提高太赫茲探測器對入射太赫茲波的吸收率，從而提高探測靈敏度。然而，現(xiàn)有的太赫茲窄帶吸波體都是針對某些特定頻率或頻段具有超吸收效果，不能根據(jù)具體的應(yīng)用場合對吸收峰位置進行動態(tài)調(diào)控，這樣大大限制了太赫茲探測器可應(yīng)用的頻率范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種吸收峰位置動態(tài)可調(diào)的太赫茲窄帶吸波體的制作方法。本發(fā)明的吸收峰位置可動態(tài)調(diào)控的吸波體是采用微機電系統(tǒng)加工工藝制作的陣列結(jié)構(gòu)，陣列中每個單元都含有一個在靜電力作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)的微反射鏡，反射鏡的鏡面上含有一個能對入射太赫茲波產(chǎn)生窄帶超吸收的“工”字形金屬諧振器。在靜電力的驅(qū)動下，微反射鏡與其表面的“工”字形金屬諧振器能夠繞軸旋轉(zhuǎn)，以此改變太赫茲波的入射角，從而實現(xiàn)對吸收峰位置的動態(tài)調(diào)控。這種吸收峰位置可動態(tài)調(diào)控的太赫茲窄帶吸波體可制作在常規(guī)熱效應(yīng)太赫茲探測器的接收表面，以提高太赫茲探測器的靈敏度和可探測的頻率范圍。另外，還可以作為太赫茲帶阻濾波器使用。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種吸收峰位置動態(tài)可調(diào)的太赫茲窄帶吸波體制作方法，包括采用光刻、沉積(或濺射)和剝離工藝制作在靜電力作用下可繞軸旋轉(zhuǎn)的微反射鏡陣列，且陣列中每個單元微反射鏡的表面中央都有一個“工”字形金屬諧振器。反射鏡通過旋轉(zhuǎn)軸與方形支撐環(huán)相連，方形支撐環(huán)由四個位于角上的錨點固定于基底上，且方形支撐環(huán)上表面有一個方形金屬環(huán)。具體制作工藝流程包括：

(1)在硅基底上濺射(或沉積)一層氮化硅(厚度為0.05～1μm)；

(2)在絕緣層上面沉積第一層多晶硅(厚度為0.4～1.5μm)并摻雜磷；

(3)對多晶硅進行刻蝕，形成下電極；

(4)在多晶硅上面沉積一層二氧化硅或磷硅玻璃(厚度為1.5～6μm)并刻蝕形成錨位；

(5)在二氧化硅或磷硅玻璃上面沉積第二層多晶硅(厚度為1.5～3μm)并摻雜磷；

(6)刻蝕第二層多晶硅，形成可繞軸旋轉(zhuǎn)的微反射鏡、旋轉(zhuǎn)軸、錨點和方形框架；

(7)在多晶硅上面采用金屬層剝離工藝(Lift?off)沉積一層0.05～0.5μm的金屬，然后剝離形成反射鏡表面的“工”字形金屬諧振器；

(8)將樣片放入體積濃度為30％～60％的氫氟酸溶液中泡15～30分鐘，以腐蝕二氧化硅層和釋放可動反射鏡；

(9)將樣片從氫氟酸溶液中取出，然后迅速放入二氧化碳臨界點干燥儀中進行干燥。

所述的金屬薄膜可以為金、銅、鋁或鈦鉑金。

所述每個單元的邊長為100～600μm，單元中央可動反射鏡的邊長為40～400μm。

所述的每個單元中的“工”字形金屬諧振器的兩條水平線長度為50～500μm，中間豎直線長度為50～500μm，線寬度為2～20μm。

所述的每個單元中的“工”字形金屬諧振器邊緣距離可動反射鏡邊緣距離為3～20μm。

所述的每個單元中可動反射鏡邊緣距離方形支撐環(huán)內(nèi)邊緣的距離為3～20μm。

所述的每個單元中方形金屬環(huán)的寬度為3～15μm，且方形金屬環(huán)內(nèi)邊緣距離方形支撐環(huán)內(nèi)邊緣為3～10μm，外邊緣與方形支撐環(huán)外邊緣對準(zhǔn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點：本發(fā)明通過引入在靜電力作用下可繞軸旋轉(zhuǎn)的微反射鏡和“工”字形金屬諧振器，來實現(xiàn)對入射太赫茲波入射角的動態(tài)調(diào)控，從而實現(xiàn)對吸波體吸收峰位置的動態(tài)調(diào)控，這樣會大大提高常規(guī)熱效應(yīng)太赫茲探測器的靈敏度和工作頻率范圍。

附圖說明

圖1在低阻硅基底上沉積氮化硅絕緣層后的單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2沉積第一層多晶硅并刻蝕形成下電極后的單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3沉積二氧化硅或磷硅玻璃并刻蝕形成錨位后的單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4沉積第二層多晶硅并刻蝕形成可旋轉(zhuǎn)反射鏡、旋轉(zhuǎn)軸、錨點和方形支撐環(huán)后的單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5沉積表面金屬層并剝離形成“工”字形諧振器和方形金屬環(huán)后的單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6濕法腐蝕二氧化硅并干燥后的單元結(jié)構(gòu)示意圖

圖7?2×2單元二維陣列結(jié)構(gòu)斜視示意圖。