一种平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器及其制备方法

技术特征：
1.一种平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器，其特征在于，包括硅衬底、二氧化硅支撑层、六氮五铌薄膜热敏层、平面等角螺旋天线电极层，所述二氧化硅支撑层生长在所述硅衬底上；所述六氮五铌薄膜热敏层生长在所述二氧化硅支撑层上，通过设计圆环刻蚀窗口对二氧化硅支撑层和硅衬底进行光刻、刻蚀，形成六氮五铌微桥悬空结构；所述平面等角螺旋天线电极层兼做耦合天线，位于所述六氮五铌薄膜热敏层上，平面等角螺旋天线的中心馈电结构和六氮五铌微桥两端直接相连。2.根据权利要求1所述的平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器，其特征在于，所述平面等角螺旋天线电极层采用自补型平面等角螺旋天线，天线部分与空气缝隙部分尺寸一致，螺旋圈数控制为1.5～2圈。3.根据权利要求1所述的平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器，其特征在于，中心馈电结构的天线两端间距和天线外径尺寸由期望天线工作频率决定，工作的下限频率f
l
由天线整体半径r确定，具体计算关系为：上限工作频率f
h
由馈电中心两端间距r0确定，具体计算公式为：其中c为光速。4.根据权利要求1所述的平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器，其特征在于，中心馈电结构的天线两端间距控制为4～12微米，中心馈电中心的天线宽度控制为2～4微米，天线整体半径控制为50～150微米。5.根据权利要求1所述的平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器，其特征在于，所述六氮五铌微桥尺寸长度设计为6～12微米、宽度设计为2～4微米。6.根据权利要求1所述的平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器，其特征在于，所述圆环刻蚀窗口的中心和平面等角螺旋天线的中心重合，圆环的内径根据六氮五铌微桥尺寸进行调整，内半径与六氮五铌微桥的距离控制为2～5微米，外半径根据天线整体半径尺寸进行调整，控制为天线整体半径的1/10～1/5。7.一种平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器的制备方法，用于制备权利要求1-6任一项所述的平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在二氧化硅支撑层上通过磁控溅射生长六氮五铌薄膜热敏层；步骤2，在六氮五铌薄膜热敏层上通过光刻生长剥离出天线图案；步骤3，光刻出六氮五铌微桥图形，利用反应离子刻蚀形成六氮五铌微桥；步骤4，通过光刻在六氮五铌微桥周围曝光出圆环刻蚀窗口，通过反应离子刻蚀的方法刻蚀二氧化硅支撑层和硅衬底，形成六氮五铌微桥悬空结构。

技术总结
本发明提出一种平面等角螺旋天线结构的太赫兹探测器及其制备方法，其中二氧化硅支撑层生长在硅衬底上；六氮五铌薄膜热敏层生长在二氧化硅支撑层上，通过设计圆环刻蚀窗口对二氧化硅支撑层和硅衬底进行光刻、刻蚀，形成六氮五铌微桥悬空结构；平面等角螺旋天线兼做耦合天线和电极层，位于六氮五铌薄膜热敏层上，平面等角螺旋天线的中心馈电结构和六氮五铌微桥两端直接相连。本发明通过设计平面等角螺旋天线结构，以及刻蚀工艺采用圆环图案的设计，解决了常规六氮五铌太赫兹微测辐射热计探测带宽低、平面等角螺旋天线结构中悬空微桥结构制备难的问题。构制备难的问题。构制备难的问题。


技术研发人员：涂学凑 陈鹏飞 贾小氢 康琳 陈健 吴培亨
受保护的技术使用者：南京大学
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/29