[發(fā)明專利]太赫茲混頻器及其制造方法及包括該混頻器的電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811642899.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109509953B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李元景;胡海帆;趙自然;馬旭明
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);同方威視技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H01P1/213
• 分類號: H01P1/213;H01P11/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種太赫茲混頻器，包括：

第一基體和第二基體，其中，所述第一基體和第二基體中的每一個(gè)由硅基體或砷化鎵基體形成，在所述第一基體和所述第二基體上形成有溝槽結(jié)構(gòu)，所述溝槽結(jié)構(gòu)包括臺階，在所述第一基體和所述第二基體的內(nèi)側(cè)表面上形成有金屬層；

通過所述第一基體和所述第二基體的金屬層之間的鍵合而形成的腔體，用于分別形成射頻輸入波導(dǎo)和本振輸入波導(dǎo)，以及用于容納懸置微帶線，所述臺階形成在所述腔體的內(nèi)側(cè)表面上；

懸置微帶線，通過半導(dǎo)體生長工藝形成并跨接在所述臺階的至少一部分上，所述懸置微帶線分別延伸至所述射頻輸入波導(dǎo)和所述本振輸入波導(dǎo)所在腔體內(nèi)，以分別形成用于接收射頻輸入信號和本振輸入信號的微帶線天線，

其中，所述懸置微帶線包括：

介質(zhì)基片，所述介質(zhì)基片通過半導(dǎo)體生長工藝形成并跨接在所述臺階的至少一部分上；

導(dǎo)帶金屬，所述導(dǎo)帶金屬通過半導(dǎo)體生長工藝形成在所述介質(zhì)基片的頂部表面的至少一部分上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲混頻器，其中，所述介質(zhì)基片包括二氧化硅基片、氮化硅基片或砷化鎵基片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太赫茲混頻器，其中，所述介質(zhì)基片的厚度為10μm～100μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太赫茲混頻器，其中，所述導(dǎo)帶金屬與所述金屬層電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太赫茲混頻器，其中，所述金屬層的厚度根據(jù)電磁波傳輸?shù)内吥w深度要求確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太赫茲混頻器，其中，所述金屬層的厚度為0.5μm～5μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太赫茲混頻器，其中，所述溝槽結(jié)構(gòu)包括用于形成所述射頻輸入波導(dǎo)的第一溝槽和用于形成所述本振輸入波導(dǎo)的第二溝槽，所述第一溝槽的深度方向和所述第二溝槽的深度方向與所述懸置微帶線所在平面的法線方向平行。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太赫茲混頻器，其中，所述射頻輸入波導(dǎo)的波導(dǎo)口的引出方向和所述本振輸入波導(dǎo)的波導(dǎo)口的引出方向與所述懸置微帶線所在平面的法線方向平行或與所述懸置微帶線所在平面的法線垂直。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太赫茲混頻器，還包括：

肖特基二極管，所述肖特基二極管倒裝鍵合或正面鍵合在所述介質(zhì)基片上，或者通過半導(dǎo)體生長工藝形成在所述介質(zhì)基片上，且所述肖特基二極管與所述導(dǎo)帶金屬電連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太赫茲混頻器，其中，在所述導(dǎo)帶金屬上設(shè)置有對準(zhǔn)標(biāo)記，所述對準(zhǔn)標(biāo)記用于在鍵合所述肖特基二極管時(shí)進(jìn)行對準(zhǔn)。

11.一種制造太赫茲混頻器的方法，包括：

在第一基體上形成溝槽結(jié)構(gòu)，所述第一基體由硅基體或砷化鎵基體形成，所述溝槽結(jié)構(gòu)包括臺階；

在所述第一基體的內(nèi)側(cè)表面上形成金屬層；

跨接在所述臺階的至少一部分上形成懸置微帶線，其中，所述懸置微帶線包括通過半導(dǎo)體生長工藝形成并跨接在所述臺階的至少一部分上的介質(zhì)基片以及通過半導(dǎo)體生長工藝形成在所述介質(zhì)基片的頂部表面的至少一部分上的導(dǎo)帶金屬；

在第二基體上形成溝槽結(jié)構(gòu)，所述第二基體由硅基體或砷化鎵基體形成；

在所述第二基體的內(nèi)側(cè)表面上形成金屬層；以及

將所述第一基體的金屬層與所述第二基體的金屬層鍵合，從而形成腔體，用于分別形成射頻輸入波導(dǎo)和本振輸入波導(dǎo)以及用于容納所述懸置微帶線。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在第一基體上形成溝槽結(jié)構(gòu)包括：

通過單獨(dú)刻蝕或通過基于深寬度調(diào)整的同時(shí)刻蝕，在所述第一基體上分別形成第一溝槽和第二溝槽，其中，所述第一溝槽和所述第二溝槽的參數(shù)根據(jù)矩形波導(dǎo)口標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)參數(shù)確定。