[發(fā)明專利]一種加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810688147.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108879034A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;婁菁;馬華;屈紹波;王甲富;董博文;馮明德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/18
• 分類號(hào): H01P1/18;H01P11/00
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發(fā)明公開(kāi)了一種加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器及其制備方法，該移相器包括：低介襯底、鐵電薄膜、金屬層；金屬層包括電極、阻抗匹配區(qū)及SSPP傳輸結(jié)構(gòu)，電極設(shè)在SSPP傳輸結(jié)構(gòu)兩側(cè)，阻抗匹配區(qū)設(shè)在SSPP傳輸結(jié)構(gòu)的兩端；阻抗匹配區(qū)包括共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及過(guò)渡結(jié)構(gòu)。該方法包括：在襯底上依次沉積粘附層、鐵電薄膜、金屬粘附層及金屬層；在金屬層上進(jìn)行電極、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、過(guò)渡結(jié)構(gòu)及SSPP傳輸結(jié)構(gòu)刻蝕。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器及制備方法，通過(guò)在具有介電非線性的鐵電薄膜層上成型SSPP傳輸結(jié)構(gòu)，使得移相器的傳輸效率高，且能夠?qū)?chǎng)很好地束縛在鐵電薄膜中。利用鐵電薄膜的高調(diào)諧率，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的可調(diào)諧移相功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移相器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代軍事的發(fā)展，對(duì)雷達(dá)的性能也有了進(jìn)一步的要求。但是限于傳統(tǒng)機(jī)械雷達(dá)的機(jī)械本身特點(diǎn)，其跟蹤速度，跟蹤目標(biāo)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性都較差，發(fā)展起來(lái)的相控陣?yán)走_(dá)可以克服機(jī)械雷達(dá)的一系列缺點(diǎn)，并已經(jīng)在軍事裝備中得到了一定的應(yīng)用。移相器作為相控陣?yán)走_(dá)中最重要的部件，決定著相控陣?yán)走_(dá)性能的優(yōu)劣。

移相器的種類較多，按照移相器的移相機(jī)理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同，可以將移相器分為鐵氧體移相器，半導(dǎo)體二極管(PIN二極管)移相器，射頻MEMS移相器和鐵電移相器四類。與發(fā)展最早的鐵氧體移相器對(duì)比，鐵電移相器的優(yōu)點(diǎn)在于具有掃描速度快，體積小且質(zhì)量輕，損耗小等優(yōu)點(diǎn)。在鐵電移相器中，與體材和厚膜相比，薄膜的損耗更小，成本更低，所加直流偏壓更低，工作頻率更高，響應(yīng)速度更快，其厚度一般在亞微米級(jí)別，便于與MMIC工藝結(jié)合，電路形式更加靈活多樣。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中的鐵電薄膜移相器，其傳輸結(jié)構(gòu)多基于普通傳輸線設(shè)計(jì)，為提高調(diào)諧率而采用的加載分布電容結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)增加了工藝難度，使得制備工藝復(fù)雜。并且，由于其傳輸結(jié)構(gòu)的局限性，使得移相器的橫截面場(chǎng)的分布單一，導(dǎo)致無(wú)法根據(jù)實(shí)際需求構(gòu)建頻率選擇、低插損傳輸及高效率調(diào)諧的傳輸結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中加載鐵電薄膜的微帶傳輸線移相器傳輸結(jié)構(gòu)局限性大及工藝復(fù)雜的問(wèn)題。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器，包括：襯底、鐵電薄膜、金屬層，所述鐵電薄膜及所述金屬層依次設(shè)置在所述襯底上；所述金屬層包括位于同一水平面的電極、阻抗匹配區(qū)及SSPP傳輸結(jié)構(gòu)，所述電極分別設(shè)置在所述SSPP傳輸結(jié)構(gòu)兩側(cè)，所述阻抗匹配區(qū)分別設(shè)置在所述 SSPP傳輸結(jié)構(gòu)的兩端；所述阻抗匹配區(qū)包括共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及過(guò)渡結(jié)構(gòu)，且所述過(guò)渡結(jié)構(gòu)靠近所述SSPP傳輸結(jié)構(gòu)，所述共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述SSPP傳輸結(jié)構(gòu)；所述阻抗匹配區(qū)及所述SSPP傳輸結(jié)構(gòu)為齒狀結(jié)構(gòu)，且所述阻抗匹配區(qū)的金屬齒與所述SSPP傳輸結(jié)構(gòu)的金屬齒垂直，所述過(guò)渡結(jié)構(gòu)的金屬齒的直徑自靠近所述共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一端至遠(yuǎn)離所述共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一端逐漸減小；所述共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括信號(hào)線與地線，且所述信號(hào)線與所述地線之間的距離相等。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于制備加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器的方法，包括：S1，在襯底上沉積粘附層；S2，在所述粘附層上沉積鐵電薄膜，并做退火處理；S3，在所述鐵電薄膜沉積金屬粘附層；S4，在所述金屬粘附層上沉積金屬層；S5，在所述金屬層上進(jìn)行電極、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、過(guò)渡結(jié)構(gòu)及SSPP傳輸結(jié)構(gòu)刻蝕；S6，在所述金屬層上沉積保護(hù)層。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供的加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器及其制備方法，通過(guò)在鐵電薄膜層上成型SSPP傳輸結(jié)構(gòu)，使得移相器的傳輸效率高，且能夠?qū)?chǎng)很好地束縛在鐵電薄膜中，且利用薄膜的高調(diào)諧率，通過(guò)將兩者結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的可調(diào)諧移相功能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的加載鐵電薄膜的SSPP傳輸移相器的結(jié)構(gòu)示意圖；