20 之間的距離設(shè)置為Inm~100 μπι,其中在距離為10nm、100nm、10 μπι時,吸太赫茲波的效 果更好;對于具有一層或者多層金屬層120的本發(fā)明實施例一般將片狀結(jié)構(gòu)的厚度設(shè)置為 Inm~100 μ m ;其中的橫條122的長度設(shè)置為Inm~1000 μ m,其中在10nm、100nm、100 μ m 時效果更明顯;縱條的長度為Inm~1000 μ m,其中在10nm、100nm、100 μ m時效果更明顯; 這樣既能夠保證相鄰的金屬層之間相互絕緣的同時,又能夠合理的吸收需要濾除的太赫茲 波;
[0052] 其中,為了生產(chǎn)、實施上的方便,對于屬于同一層的片狀結(jié)構(gòu)121可以設(shè)置成相同 的尺寸。
[0053] 本發(fā)明實施例在具體實施過程中,可以將片狀結(jié)構(gòu)121設(shè)置成類羅馬數(shù)字的形 狀,具體的可以有I型、II型、或III型。其中不同形狀的吸收帶寬也不同,可根據(jù)實際需要設(shè) 置。
[0054] 下述表1中給出了幾種片狀結(jié)構(gòu)121為類羅馬字太赫茲濾波器的一些基本參數(shù), 以及不同形狀、不同金屬層層數(shù)與吸收帶寬的關(guān)系:
[0055] 表 1
[0056]
[0057] 實施例二
[0058] 該實施例提供了一種如實施例一中的太赫茲濾波器的制作流程如圖7所示,包括 如下的處理步驟:
[0059] 步驟S701、備片,以雙拋硅片作為柔性結(jié)構(gòu)的支撐襯底片1,通過熱氧化的方法, 在襯底表面生長一層二氧化硅作為絕緣介質(zhì)層2,該層二氧化硅的厚度可以為300nm ;
[0060] 步驟S702、在娃片表面沉淀聚合物,該聚合物為柔性聚合物材料(如Parylene、 PMMA,PDMS等柔韌性和透光性優(yōu)良的聚合物材料),厚度為5 μ m~200 μ m,形成第一層聚 合材料111 ;
[0061] 步驟S703、將成第一層聚合材料作為濾波器的第一襯底,經(jīng)常規(guī)清洗后涂抹光刻 膠3,采用如實施例一中的片狀結(jié)構(gòu)圖形的掩模板曝光,并經(jīng)顯影去除曝光區(qū)域的光刻膠;
[0062] 步驟S704、在曝光后的第一層聚合材料表面派射金屬形成第一金屬層4,金屬可 為銅、錯、銀等電阻率低、導(dǎo)電性好的金屬材料,厚度可以為Inm~100 μπι ;
[0063] 步驟S705、用丙酮剝離去除光刻膠,濺射在光刻膠上的金屬一并隨著光刻膠被帶 走,這樣就得到了如實施例一中的片狀結(jié)構(gòu)圖形的金屬層120 ;
[0064] 步驟S706、沉淀聚合材料對器件進行封裝,厚度可以為5 μπι~200 μπι,得到單層 太赫茲濾波器,該濾波器中的金屬層120由聚合材料層110包裹;
[0065] 通過以上工藝步驟,便可以得到如實施例一中的片狀結(jié)構(gòu)的單層柔性太赫茲濾波 器。通過CST(CST STUDIO SUITE,電磁仿真)軟件對本發(fā)明實施例的性能進行仿真,得到太 赫茲濾波器的吸收率曲線,如圖3所示,在0. 92THz處達到了完美吸收,并在0. 8THz至ITHz 范圍內(nèi)達到了 90%以上的太赫茲波吸收率。這一特性為實現(xiàn)THz波段的濾波提供了依據(jù)。
[0066] 本發(fā)明實施例在具體實施過程中,為了制造包含多層金屬層120的太赫茲濾波器 還可以包括:
[0067] 步驟S707、常規(guī)清洗硅片后,涂抹光刻膠3,進行第二次光刻工藝,采用如實施例 一中的片狀結(jié)構(gòu)圖形的掩模板曝光,去除曝光區(qū)域的光刻膠;
[0068] 步驟S708、襯底表面濺射第二層金屬層5,金屬可為銅、鋁、銀等電阻率低、導(dǎo)電性 好的金屬材料,厚度為Inm~100 μ m ;
[0069] 步驟S709、用丙酮剝離去除光刻膠,濺射在光刻膠上的金屬被帶走,這樣就得到了 如實施例一中的片狀結(jié)構(gòu)圖形的金屬層120 ;
[0070] 步驟S710、沉淀聚合材料(如Parylene、PMMA,PDMS等柔韌性和透光性優(yōu)良的聚合 物材料),厚度為5 μ m~200 μ m,此時,便可以得到金屬層120為雙層的太赫茲波濾波器。
[0071] 進一步的,還可以包括:步驟S711、將雙層的太赫茲波濾波器作為襯底,無機清洗 硅片后,涂抹光刻膠3,進行第三次光刻工藝,采用如實施例一中的片狀結(jié)構(gòu)圖形的掩模板 曝光,經(jīng)顯影去除曝光區(qū)域的光刻膠;
[0072] 步驟S712、襯底表面濺射第三層金屬層6,金屬可為銅、鋁、銀等電阻率低、導(dǎo)電性 好的金屬材料,厚度為Inm~100 μ m ;
[0073] 用丙酮剝離去除光刻膠,濺射在光刻膠上的金屬層被帶走,這樣就得到了如實施 例一中的片狀結(jié)構(gòu)圖形的第三層金屬結(jié)構(gòu);
[0074] 步驟S713、沉淀聚合材料(如Parylene、PMMA,PDMS等柔韌性和透光性優(yōu)良的聚 合物材料)對器件進行封裝,厚度為1 μ m~200 μ m ;
[0075] 經(jīng)過上述工藝步驟,可制造如實施例一中的片狀結(jié)構(gòu)圖形的包含三層金屬層120 的太赫茲寬頻帶濾波器1〇〇。以此類推,根據(jù)需要,通過以此方法可制備如實施例一中的各 種片狀結(jié)構(gòu)以及不同層數(shù)的太赫茲濾波器。在吸收率曲線上會表現(xiàn)出吸收頻帶的差異。
[0076] 綜上所述,本發(fā)明實施例通過將金屬層設(shè)計成片狀結(jié)構(gòu),并周期性分布在柔性聚 合材料制成的聚合材料層內(nèi),形成太赫茲濾波器,可以有效地過濾帶你一定的太赫茲波,通 過將片狀結(jié)構(gòu)的尺寸,以及各個片狀結(jié)構(gòu)相互之間的距離,可以實現(xiàn)對阻帶寬度或者峰值 的調(diào)節(jié);還可以根據(jù)需要,將本發(fā)明實施例設(shè)置成多層結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)對一定范圍內(nèi)的太赫茲 波濾除,通過調(diào)節(jié)各層片狀結(jié)構(gòu)的尺寸,相鄰金屬層之間的距離,甚至將不同金屬層上的片 狀結(jié)構(gòu)設(shè)置成不同的尺寸,可以實現(xiàn)對不同太赫茲波波段的濾除,其中,隨著片狀結(jié)構(gòu)幾何 尺寸的增大,吸收峰的位置向高頻帶移動;而隨著層間距離的增大,阻帶頻率向低頻帶移 動。
[0077] 本發(fā)明實施例在具體實施過程中,由于本發(fā)明實施例采用柔性聚合材料制成,可 以根據(jù)設(shè)置成任意形狀附在太赫茲通信系統(tǒng)的接收端的接口上;采用多層疊加的方式,均 勻分散在柔性聚合材料中,有效防止金屬層變形斷裂,提高可靠性。片狀結(jié)構(gòu)采用包含橫條 和縱條的結(jié)構(gòu)形式,便于制作,降低了制備的難度。
[0078] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個實施例的示意圖,附圖中的模塊或 流程并不一定是實施本發(fā)明所必須的。
[0079] 本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述,各個實施例之間相同相似的部 分互相參見即可,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其,對于裝置或 系統(tǒng)實施例而言,由于其基本相似于方法實施例,所以描述得比較簡單,相關(guān)之處參見方法 實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的,其中所述作為 分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或 者也可以不是物理單元,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根 據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下,即可以理解并實施。
[0080] 以上所述,僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此, 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換, 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍 為準。
【主權(quán)項】
1. 一種太赫茲濾波器,其特征在于,包括:聚合材料層以及金屬層;所述金屬層包括片 狀結(jié)構(gòu),所述片狀結(jié)構(gòu)包括橫條和縱條;所述片狀結(jié)構(gòu)周期性分布在所述聚合材料層內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲濾波器,其特征在于,所述聚合材料層為柔性聚合材 料。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太赫茲濾波器,其特征在于,所述柔性聚合材料包括:聚對二 甲苯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲濾波器,其特征在于,所述金屬層為多層,所述金屬層 之間填充聚合材料。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的太赫茲濾波器,其特征在于,所述金屬層為二層或者三層,所 述相鄰金屬層之間的距離為Inm~100 ym〇6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太赫茲濾波器,其特征在于,屬于同一層的所述片狀結(jié)構(gòu)相 同;所述片狀結(jié)構(gòu)的厚度為Inm~100 ym ;所述橫條的長度為Inm~1000 ym ;所述縱條的 長度為Inm~1000 y m。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲濾波器,其特征在于,所述片狀結(jié)構(gòu)為I型、II型、或 III 型。8. -種如權(quán)利要求1至7任意一項所述的太赫茲濾波器的制造方法,其特征在于,包 括: 以雙拋硅片作為支撐襯底片,通過熱氧化方法,在所述襯底片表面生成一層二氧化硅 絕緣介質(zhì)層; 在所述雙拋硅片表面沉淀柔性聚合物材料形成第一層聚合材料; 將所述第一層聚合材料作為第一襯底,清洗,并涂抹光刻膠; 采用掩模板曝光所述第一層聚合材料上涂抹的光刻膠,經(jīng)顯影去除曝光區(qū)域的光刻 膠; 在曝光后的所述第一層聚合材料表面濺射金屬形成第一金屬層; 用丙酮剝離去除光刻膠,濺射在所述光刻膠上的金屬一并被去除; 在去除光刻膠后的所述第一層聚合材料表面沉淀柔性聚合材料作為第二層聚合材料, 所述第一層聚合材料與所述第二層聚合材料形成聚合材料層。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的太赫茲濾波器的制造方法,其特征在于,所述第一層聚合材 料厚度為I y m~200 y m ;所述第一金屬層厚度為Inm~100 y m。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的太赫茲濾波器的制造方法,其特征在于,還包括: 將所述第二層聚合材料作為第二襯底,清洗,并涂抹光刻膠; 采用如權(quán)利要求1所述的片狀結(jié)構(gòu)圖形的掩模板曝光所述第二層聚合材料上涂抹的 光刻膠,經(jīng)顯影去除曝光區(qū)域的光刻膠; 在曝光后的所述第二層聚合材料表面濺射金屬形成第二金屬層,厚度為Inm~ 100 U m ; 用丙酮剝離去除光刻膠,濺射在所述光刻膠上的金屬一并被去除; 在去除光刻膠后的所述第二層聚合材料表面沉淀柔性聚合材料作為第三層聚合材料, 所述第一層聚合材料、所述第二層聚合材料以及第三層聚合材料形成聚合材料層; 以此類推,直到得到具有需要數(shù)量的金屬層的太赫茲濾波器。
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種太赫茲濾波器及其制作方法。包括:聚合材料層以及金屬層;所述金屬層包括片狀結(jié)構(gòu),所述片狀結(jié)構(gòu)包括橫條和縱條;所述片狀結(jié)構(gòu)周期性分布在所述聚合材料層內(nèi)。通過本發(fā)明實施例,擴大了濾波器的濾波范圍,并更有益于太赫茲濾波器應(yīng)用于其他系統(tǒng)中。
【IPC分類】H01P11/00, H01P1/20
【公開號】CN105048028
【申請?zhí)枴緾N201510439332
【發(fā)明人】李修函, 徐征帥, 朱王強, 楊天陽, 許巍
【申請人】北京交通大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月23日