一种超材料微桥结构及其制备方法与流程

文档序号:15088038发布日期:2018-08-04 12:26阅读:259来源:国知局

本发明涉及室温下太赫兹探测阵列成像技术领域,具体涉及一种超材料微桥结构及其制备方法。



背景技术:

太赫兹(terahertz,thz)波指频率介于0.1-10thz(波长3mm-30μm)的电磁辐射,其电磁波谱位于微波和红外波段之间。因此,太赫兹系统兼顾电子学和光学系统的优势。长期以来,由于缺乏有效的太赫兹辐射产生和检测方法,人们对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限,以致于该波段被称为电磁波谱中的太赫兹空隙。该波段也是电磁波谱中有待进行全面研究的最后一个频率窗口。与其它波段的电磁波相比,太赫兹电磁波具有如下独特的性质:①瞬态性:太赫兹脉冲的典型脉宽在皮秒量级;②宽带性:太赫兹脉冲源通常只包含若干个周期的电磁振荡,单个脉冲的频带可以覆盖ghz至几十thz的范围;③相干性:太赫兹时域光谱技术的相干测量技术能够直接测量太赫兹电场的振幅和相位,可以方便地提取样品的折射率、吸收系数;④低能性:太赫兹光子的能量只有毫电子伏特,不会因为电离而破坏被检测物质,从而可以安全地进行生物医学方面的检测和诊断;⑤穿透性:太赫兹辐射对于很多非极性绝缘物质,例如硬纸板、塑料、纺织物等包装材料都有很高的穿透特性,可用于对藏匿物体进行探测。太赫兹波的这些特点使其在物体成像、环境监测、医疗诊断、射电天文、宽带移动通讯、尤其是在卫星通讯和军用雷达等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景。近年来由于自由电子激光器和超快激光技术的发展,为太赫兹脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源,使太赫兹辐射的产生机理、检测技术和应用技术的研究得到蓬勃发展。

太赫兹探测器是太赫兹技术应用的关键器件。在太赫兹探测器的开发和应用中,检测太赫兹辐射信号具有举足轻重的意义。传统的非制冷红外焦平面阵列结构,理论上可以用于太赫兹波段的探测与成像。根据1/4波长理论,以辐射频率3thz为例,为充分吸收太赫兹辐射,非制冷红外焦平面阵列的光学谐振器高度应为25μm(入射辐射的1/4波长)。但这样的谐振腔高度在器件的制备上难以实现(传统非制冷红外焦平面阵列的谐振腔高度约为1.5-3μm)。若不改变谐振腔高度,其膜系结构对太赫兹辐射的吸收极低,使得信号检测的难度较大。在文献(f.simoens,etc,“terahertzimagingwithaquantumcascadelaserandamorphous-siliconmicrobolometerarray”,proceedingsofspie,vol.7485,pp.74850m-1–74850m-9,2009)中,将基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列用于太赫兹成像,经过模拟和实验测量,探测单元的太赫兹辐射吸收率仅为0.16-0.17%。因此,目前常用的解决方法是:保持非制冷红外焦平面阵列的谐振腔高度不变,增加一层专门的太赫兹辐射吸收层在膜系结构的顶层上,以实现太赫兹辐射的探测与成像。alanw.m.lee等报道了采用160×120非制冷红外焦平面阵列进行实时、连续太赫兹波成像。敏感材料为位于氮化硅微桥上的氧化钒薄膜。他们提出,为提高信噪比和空间分辨率,需改进焦平面阵列的设计,其中的主要工作是优化太赫兹辐射吸收材料(alanw.m.lee,etc,“real-time,continuous-waveterahertzimagingbyuseofamicrobolometerfocal-planearray”,opticsletters,vol.30,pp.2563–2565,2005)。

薄的金属或金属复合薄膜可以吸收太赫兹辐射,同时厚度低于50nm的膜厚对探测器的热容影响很小,利于高响应速率探测单元的制作,常用作太赫兹微阵列探测器的吸收层。n.oda等采用基于氧化钒热敏薄膜的320×240和640×480非制冷红外焦平面阵列进行太赫兹辐射的探测。由于原有膜系结构对太赫兹辐射的吸收率仅为2.6-4%。因此,他们在膜系结构的顶层增加一层具有适当方块电阻的金属薄膜用作太赫兹辐射吸收层,将入射辐射频率为3thz时的噪声等效功率降至40pw(n.oda,etc,“detectionofterahertzradiationfromquantumcascadelaserusingvanadiumoxidemicrobolometerfocalplanearrays”,proceedingsofspie,vol.6940,pp.69402y-1–69402y-12,2008)。将金属薄膜用作太赫兹辐射吸收层在文献(l.marchese,etc,“amicrobolometer-basedthzimager”,proceedingsofspie,vol.7671,pp.76710z-1–76710z-8,2010)中也有报道,通过优化金属吸收层的厚度可将太赫兹辐射吸收最大化。

在专利201310124924.8中公开了一种红外-太赫兹双波段阵列探测器微桥结构及其制备方法,微桥结构的顶层为双层氧化钒层,下层氧化钒层为具有高电阻温度系数(tcr)的无相变氧化钒层,用作红外与太赫兹波段的敏感层,上层氧化钒层具有较低的相变温度,可发生半导体相-金属相的可逆相变,半导体相时与下层氧化钒层一起用作红外吸收层,相变为金属相后用作太赫兹辐射吸收层;在专利201110434601中公开了一种增强太赫兹辐射吸收率的膜系结构及其制备方法,该膜系结构包括介质薄膜及位于其上的太赫兹吸收层。制备方法为:先采用pecvd混频技术制备的低应力氮化硅或氧化硅薄膜,该介质薄膜被反应离子刻蚀为微纳米量级的粗糙表面,然后由磁控溅射法制备在表面粗糙的介质薄膜上制备金属薄膜,获得高体表比的介质与金属薄膜膜系结构以增强太赫兹吸收率;在专利201210529449.8中公开了一种超薄金属膜太赫兹吸收层及其制备方法,该超薄金属膜通过刻蚀减薄较大厚度的金属薄膜制备,在刻蚀减薄过程中调节工艺参数与刻蚀剂浓度分布,造成微区刻蚀速率差异,可以获得粗糙、多孔、黑化的超薄金属膜。刻蚀的方法有两种:一种是用反应离子刻蚀方法与干法刻蚀的后腐蚀现象将金属薄膜刻蚀为超薄金属膜,具有易控制反应过程与超薄金属膜厚度等优点;另一种是用湿法化学腐蚀方法将金属薄膜腐蚀为超薄金属膜,具有易控制超薄金属膜表面形貌与颜色等优点。粗糙、多孔、黑化的金属薄膜表面结构具有高表体比、低反射率的特点,可有效增强太赫兹辐射的吸收性能和效率。以上方法中均采用一层金属薄膜用作太赫兹辐射吸收层,然而金属薄膜的吸收率有限,理想情况下无支撑金属薄膜的太赫兹辐射吸收率最高只有50%,集成到微桥结构中的金属薄膜因制备工艺、衬底状态的影响吸收率更低。

超材料吸收结构可以通过调节结构参数获得很高的太赫兹辐射吸收率,理论上吸收率可以达到100%。超材料吸收结构主要由三层结构组成,包含顶层金属膜、中间介质层与底层金属膜。在专利201510023632.4中公开了一种基于超材料的太赫兹微测辐射热计及其制备方法,由超材料太赫兹吸收器和热探测器两部分组成。其中,热探测器包含微桥支撑层、热敏电阻薄膜、金属电极和钝化层四层材料。超材料太赫兹吸收器包含底层金属膜、中间介质层、顶层金属膜三层材料。本发明专利技术将超材料太赫兹吸收器与热探测器集成在一起,把超材料吸收太赫兹辐射产生的热量传递给热探测器,使热敏电阻薄膜的电学性能发生变化,由此实现太赫兹室温探测成像;在专利201510392320.0中公开了一种宽频带高吸收太赫兹波的微桥结构及其制备方法,用于克服太赫兹探测器宽频段下响应率低的问题。该微桥结构包括位于顶层的金属吸收膜、位于中间层的超材料图形、位于底层的mems微桥,且两两之间设置氮化硅介质层间隔;所述金属吸收膜为阻抗匹配的纳米级金属吸收薄膜,所述超材料图形与mems微桥共同构成超材料吸收结构。本发明中阻抗匹配的纳米级金属吸收薄膜能够实现太赫兹波的宽频带吸收,超材料图形和mems微桥结构共同构成超材料吸收结构能够保障对太赫兹波的高吸收;实现对太赫兹波的宽光谱响应、高吸收的性能,整体上提高了微桥结构探测单元对太赫兹波的响应率。然而,上述发明中,均是在传统的微桥结构上再增加超材料吸收结构,虽然可以增强微桥结构的太赫兹辐射吸收率,但具有如下问题:①在已有的微桥结构上再增加超材料结构,将增大器件的热容,降低微桥结构的升温速率,从而降低器件的热响应速率;②超材料结构为多层结构,具有较大的厚度,制备在需有悬空结构的微桥结构上,必然造成微桥结构的应力与形变,影响力学支撑性能;③需要完成微桥结构与超材料结构的制备,工艺较为复杂,步骤繁多。



技术实现要素:

本发明的目的在于:为解决现有的超材料微桥结构容易产生形变、制备工艺复杂的问题,同时进一步提高器件的热响应速率,本发明提供一种超材料微桥结构及其制备方法。

本发明的技术方案如下:

一方面,本发明提供一种超材料微桥结构,包括衬底和驱动电路层,驱动电路层上设有电路接口,还包括从下至上依次设置在驱动电路层上的底层金属薄膜、中间介质层、电极层、热敏薄膜层、钝化层和顶层金属薄膜;所述中间介质层包括桥面、桥腿和桥柱,中间介质层的桥腿部分位于驱动电路层上方;底层金属薄膜的一部分位于桥面下方,另一部分位于桥柱下方,位于桥面下方的底层金属薄膜与驱动电路层之间形成空腔,位于桥柱下方的金属薄膜与电路接口连接;电极层与电路接口连接,电极层的中央形成凹陷部分;热敏薄膜层的底部通过所述凹陷部分与中间介质层接触。

具体地,所述顶层金属薄膜为矩形、圆环形、开口环形、十字型等周期性结构中的一种或几种混合结构。

优选地,所述空腔的高度为1-3μm。

优选地,所述底层金属薄膜、电极层和顶层金属薄膜的材料均为铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或几种;所述底层金属薄膜的厚度为100-300nm、电极层厚度为20-100n,顶层金属薄膜的厚度为30-100nm。

具体地,所述中间介质层与钝化层的材料均为二氧化硅、氮化硅或者它们的复合薄膜,中间介质层的厚度为100-500nm,钝化层的厚度为50-200nm。

具体地,所述热敏薄膜层的材料为氧化钒、氧化钛或非晶硅薄膜中的一种。

另一方面,本发明提供一种超材料微桥结构的制备方法,包括如下步骤:

步骤1:在带有驱动电路层的衬底上生长牺牲层并将牺牲层图形化,驱动电路层带有电路接口。

步骤2:在牺牲层制备底层金属薄膜,底层金属薄膜覆盖牺牲层顶部与电路接口的部分表面。

步骤3:在底层金属薄膜上制备中间介质层,露出电路接口。

步骤4:在中间介质层上制备电极层,将其图形化,电极层与电路接口电连接,电极层的中央形成凹陷部分。

步骤5:在电极层上制备热敏薄膜层,并将热敏薄膜层图形化,所述热敏薄膜层的底部通过所述凹陷部分与中间介质层接触。

步骤6:在热敏薄膜层上制备钝化层,并将其图形化,钝化层完全覆盖热敏薄膜层。

步骤7:在钝化层上制备顶层金属薄膜并将其图形化,所有的顶层金属薄膜均位于钝化层上。

步骤8:去除牺牲层,使得位于中间介质层桥面下方的底层的金属薄膜与驱动电路层之间形成空腔。

具体地,所述牺牲层的材料为聚酰亚胺、二氧化硅、氧化的多孔硅或磷硅玻璃中的一种。

具体地,所述顶层金属薄膜为矩形、圆环形、开口环形、十字型等周期性结构中的一种或几种混合结构;所述空腔的高度为1-3μm。

具体地,所述底层金属薄膜、电极层和顶层金属薄膜的材料均为铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或几种;所述底层金属薄膜的厚度为100-300nm、电极层厚度为20-100n,顶层金属薄膜的厚度为30-100nm;

所述中间介质层与钝化层的材料均为二氧化硅、氮化硅或者它们的复合薄膜,中间介质层的厚度为100-500nm,钝化层的厚度为50-200nm。

与现有技术相比,本发明中,钝化层也是一层薄介质层,热敏薄膜层也可以当成介质层,这两层连同中间介质层一起,共同作为位于底层金属薄膜和顶层金属薄膜之间的介质层,所以相当于这几层一起组成了超材料的中间介质,金属电极不能当做介质,但从附图里可以看出,设计的电极层只是分布在微桥桥面边缘,对中间大面积的超材料部分不产生影响,因此,本发明中的层结构虽然发生了变化,但是并不会影响超材料微桥结构的工作原理,同样能够有效增强器件太赫兹辐射吸收率。并且,同时还具有以下有益效果:

(1)背景技术中提到的专利号为201510023632.4和201510392320.0的发明专利申请中,在微桥支撑层上制备超材料结构,而微桥支撑层是一层介质,超材料里又加一层介质,而这两层的厚度较厚,这样微桥悬空部分的厚度会很大,只是靠两个细长桥腿支撑,力学性能会受影响,容易变形,甚至坍塌,本发明无须在传统的微桥结构上再增加超材料结构,而是由超材料吸收结构直接形成微桥的悬空结构,只有一层介质层,这一层介质层同时作为微桥本身的支撑层,有效解决了增加超材料结构带来的微桥结构应力与形变的问题,提高了微桥结构的力学支撑性能;

(2)热容主要跟介质层有关,本发明的介质层与现有技术相比,相当于减少了一半左右,在相同热导(同样的桥腿)的情况下,响应时间可以降低一半。

(3)本发明无须分别制备微桥结构与超材料结构,层结构减少,相比现有技术,制备工艺步骤大幅减少,制备工艺简单且兼容性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示,本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。

图1中a-i为本发明的超材料微桥结构的制备流程(剖面图);

图2中a-i为本发明的超材料微桥结构的制备流程(俯视图);

其中图1-a与图2-a为已具有底部驱动电路层的衬底,图1-b与图2-b为制备好牺牲层图形的衬底,图1-c与图2-c为制备出底层金属膜图形的衬底,图1-d与图2-d为制备好中间介质层图形的衬底,图1-e与图2-e为制备好电极层图形的衬底,1-f与图2-f为制备好热敏薄膜图形的衬底,1-g与图2-g为制备好钝化层图形的衬底,1-h与图2-h为制备好顶层金属膜图形的衬底,1-i与图2-i为释放掉牺牲层后的器件结构剖面示意图。(注:由于是俯视图,图2中部分图案被遮挡,未显示。)

附图标记:10-衬底,20-驱动电路层,21-电路接口,30-牺牲层,40-底层金属膜,50-中间介质层,60-电极层,70-热敏薄膜层,80-钝化层,90-顶层金属膜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

为解决现有的超材料微桥结构容易产生形变、制备工艺复杂的问题,同时进一步提高器件的热响应速率,本发明提供了一种超材料微桥结构及其制备方法,下面,将分别对其进行说明。

一种超材料微桥结构,包括衬底10和驱动电路层20,驱动电路层20上设有电路接口21,还包括从下至上依次设置在驱动电路层20上的底层金属薄膜40、中间介质层50、电极层60、热敏薄膜层70、钝化层80和顶层金属薄膜90;所述中间介质层50包括桥面、桥腿和桥柱,中间介质层的桥腿部分位于驱动电路层20上方;底层金属薄膜40的一部分位于桥面下方,另一部分位于桥柱下方,位于桥面下方的底层金属薄膜与驱动电路层20之间形成空腔,位于桥柱下方的金属薄膜与电路接口21连接;桥面下的底层金属薄膜40部分是作为超材料结构的一部分,桥柱下的底层金属薄膜40部分相当于在电路接口上形成一个金属台阶可以称作缓冲层,有助于连接,不然电路接口处是一个深孔的结构,较薄的一层电极在孔上下的连接效果可能不好,用底层金属薄膜做出台阶缓冲一下,连接效果会更好。电极层60与电路接口21连接,电极层60的中央形成凹陷部分;热敏薄膜层70的底部通过所述凹陷部分与中间介质层50接触。中间介质层50、底层金属薄膜40位于桥柱上部分和电路接口21之间形成阶梯状,电极层60分别与中间介质层50、底层金属薄膜40、电极层接触。

对于上述提到的超材料微桥结构的制备方法,具体而言,包括如下步骤:

步骤1:在带有驱动电路层20的衬底上生长牺牲层并将牺牲层30图形化,驱动电路层20带有电路接口21;牺牲层30的材料为聚酰亚胺、二氧化硅、氧化的多孔硅或磷硅玻璃中的一种。

步骤2:在牺牲层30上制备厚度为100-300nm的底层金属薄膜40,底层金属薄膜40覆盖牺牲层30顶部与电路接口21的部分表面。底层金属薄膜40材料均铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或几种。

步骤3:在底层金属薄膜40上制备厚度为100-500nm的中间介质层50,露出电路接口21。中间介质层50的材料为二氧化硅、氮化硅或者它们的复合薄膜。

步骤4:在中间介质层50上制备厚度为20-100nmd的电极层60,将其图形化,电极层60与电路接口21电连接,电极层60的中央形成凹陷部分。电极层60的材料均为铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或几种。

步骤5:在电极层60上制备热敏薄膜层70,并将热敏薄膜层70图形化,所述热敏薄膜层70的底部通过所述凹陷部分与中间介质层50接触。热敏薄膜层70的材料为氧化钒、氧化钛或非晶硅薄膜中的一种。

步骤6:在热敏薄膜层70上制备厚度为50-200nm的钝化层80,并将其图形化,钝化层80完全覆盖热敏薄膜层70。钝化层80的材料均为二氧化硅、氮化硅或者它们的复合薄膜。

步骤7:在钝化层80上制备厚度为30-100nm的顶层金属薄膜90并将其图形化,所有的顶层金属薄膜90均位于钝化层上,顶层金属薄膜90为矩形、圆环形、开口环形、十字型等周期性结构中的一种或几种混合结构。顶层金属薄膜90的材料均为铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或几种。

步骤8:去除牺牲层30,使得位于中间介质层50桥面下方的底层的金属薄膜40与驱动电路层20之间形成空腔,空腔的高度为1-3μm。

下面,通过实施例和附图对本发明进行进一步说明:

实施例1

如图1和图2所示,一种超材料微桥结构的制备方法,该微桥结构在已经制备好底部驱动电路20的衬底10上展开,驱动电路20已经流出电路接口21,如图1-a所示,接下来的步骤为:

步骤1:清洗衬底10表面,去除表面沾污,并对衬底10进行200℃下烘烤,以除去表面的水汽,增强粘接性能;用自动涂胶轨道进行牺牲层30的涂覆,这里,牺牲层20的材料为光敏聚酰亚胺牲;通过转速进行调节聚酰亚胺薄膜的厚度,对涂覆的光敏聚酰亚胺进行120℃下的烘烤以除去部分胶内的溶剂,利于曝光线条的整齐。采用nikon光刻机对光敏聚酰亚胺进行曝光过程,经过曝光的衬底10送到自动显影轨道进行胶的显影,显影液为标准的正胶显影液tmah。显影后的光敏聚酰亚胺图形呈现出桥墩孔图案,如图1-b所示。随后将聚酰亚胺薄膜放置在用惰性气体保护的退火烘箱中进行亚胺化处理,亚胺化温度设置为阶段上升,最高温度在250℃-400℃,恒温时间为30-120min,亚胺化后的聚酰亚胺厚度在1-3μm范围内。

步骤2:在牺牲层30上制备厚度为100-300nm的底层金属薄膜40,底层金属薄膜40覆盖牺牲层30顶部与电路接口21的部分表面。具体而已那,首先将az5214光刻胶旋转涂覆在衬底10表面,然后进行掩膜曝光,曝光完成后用110℃的热板烘烤1.5min,让曝光部分的胶发生变化,继而进行泛曝光进程,然后显影得到需要剥离的图案。采用磁控溅射法制备金属铝薄膜,铝薄膜的厚度在100-300nm范围内。然后用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离。剥离后在片面留下如图1-c所示的底层金属膜图形,该底层金属薄膜40在桥墩处的图形部分覆盖电路接口21图案。

步骤3:在底层金属薄膜40上制备厚度为100-500nm的中间介质层50,露出电路接口21。具体地,采用pecvd设备及混频溅射技术制作低应力的氮化硅用作中间介质层50,制备氮化硅层的厚度范围在100-500nm范围内。然后对该层薄膜进行光刻和刻蚀,刻蚀出中间介质层50的图形。该层氮化硅在桥墩处的图形部分覆盖底层金属薄膜40图案,如图1-d所示。

步骤4:在中间介质层50上制备厚度为20-100nmd的电极层60,将其图形化,电极层60与电路接口21电连接,电极层60的中央形成凹陷部分。具体地,采用az5214光刻胶进行nicr电极图形的制备;首先将az5214光刻胶旋转涂覆在制备完衬底支撑层的衬底表面,然后进行掩膜曝光,曝光完成后在用110℃的热板烘烤1.5min,让曝光部分的胶发生变化,继而进行泛曝光进程,然后显影得到需要剥离的图案。采用磁控溅射法制备nicr薄膜,nicr薄膜的厚度在为20-100nm范围内。然后用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离。剥离后在片面留下如图1-e所示的nicr电极图形,该图形与底层电路接口21相连。

步骤5:在电极层60上制备热敏薄膜层70,并将热敏薄膜层70图形化,所述热敏薄膜层70的底部通过所述凹陷部分与中间介质层50接触。在制备好电极引线以后,再用溅射设备制备氧化钒薄膜用作热敏薄膜层70。溅射时控制溅射功率为100-500w,氧分压为0.5%-10%,溅射时间为5-60min,退火温度为200-600℃。制备的氧化钒薄膜的电阻温度系数为–2%/k-–6%/k,厚度为30-200nm。然后对该层氧化钒薄膜进行光刻和刻蚀,刻蚀出如图1-f所示的氧化钒薄膜图形。

步骤6:在热敏薄膜层70上制备厚度为50-200nm的钝化层80,并将其图形化,钝化层80完全覆盖热敏薄膜层70。采用pecvd设备及混频溅射技术制作低应力的氮化硅用作钝化层,制备氮化硅层的厚度范围在50-200nm范围内。然后对该层薄膜进行光刻和刻蚀,刻蚀出钝化层80的图形。该层氮化硅钝化层80完全覆盖热敏薄膜层70,如图1-g所示。

步骤7:在钝化层80上制备厚度为30-100nm的顶层金属薄膜90并将其图形化,所有的顶层金属薄膜90均位于钝化层上,顶层金属薄膜90为矩形、圆环形、开口环形、十字型等周期性结构中的一种或几种混合结构。采用az5214光刻胶进行具有矩形周期性结构的顶层金属薄膜膜90图形的制备。首先将az5214光刻胶旋转涂覆在制备完钝化层的衬底表面,然后进行掩膜曝光,曝光完成后在用110℃的热板烘烤1.5min让曝光部分的胶发生变化,继而进行泛曝光进程,然后显影得到需要剥离的图案。采用磁控溅射法制备nicr薄膜,nicr薄膜的厚度在为30-100nm范围内。然后用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离。剥离后在片面留下如图1-h所示的nicr顶层金属膜图形,所有顶层金属膜图案分布在钝化层上。

步骤8:去除牺牲层30,使得位于中间介质层50桥面下方的底层的金属薄膜40与驱动电路层20之间形成空腔,空腔的高度为1-3μm。用氧气等离子体轰击做完顶层金属膜图案的器件,将已经亚胺化的牺牲层30去除,形成悬空的超材料微桥结构探测单元,该探测单元的剖面示意图如图1-i所示。

本发明中,钝化层80也是一层薄介质层,热敏薄膜层70也可以当成介质层,这两层连同中间介质层50一起,共同作为位于底层金属薄膜40和顶层金属薄膜90之间的介质层,所以相当于这几层一起组成了超材料的中间介质,金属电极不能当做介质,但从附图里可以看出,设计的电极层60只是分布在微桥桥面边缘,对中间大面积的超材料部分不产生影响,因此,本发明中的层结构虽然发生了变化,但是并不会影响超材料微桥结构的工作原理,同样能够有效增强器件太赫兹辐射吸收率。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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