[发明专利]基于废弃单片的异构集成太赫兹混频器及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于废弃单片的异构集成太赫兹混频器及其实现方法，其结构包括石英基板，所述石英基板内设置有依次连接的薄膜二极管、本振低通滤波器和中频滤波器，所述薄膜二极管为薄膜GaAs太赫兹反向并联肖特基混频二极管，所述薄膜二极管采用废弃单片上取下来的二极管，其工作带宽以及中频输出带宽宽、损耗低、不易断裂且工艺简单。

技术领域

本发明涉及混频器领域，具体涉及一种基于废弃单片的异构集成太赫兹混频器及其实现方法。

背景技术

太赫兹(THz)波是指频率在0.3-3THz范围内的电磁波。THz波在电磁波频谱中占有很特殊的位置，THz技术是国际科技界公认的一个非常重要的交叉前沿领域。

由于太赫兹频段较高，直接对太赫兹频段进行检测技术手段较为有限，目前能够直接对太赫兹波进行检测的多为强度直检型，若要在检测强度的同时，保存太赫兹波的相位信息，基于混频器的接收检测可以实现，而且目前国际上主流的太赫兹检测技术也多是基于固态的太赫兹混频器来实现的。目前常用的太赫兹混频器有两种形式，一种是混合集成电路，该类型的混频器是基于分立的肖特基二极管和电路来实现太赫兹的混频接收，广泛应用于太赫兹频段的低端，一般不超过500GHz，另外一种是基于单片集成电路的形式来制作太赫兹高端频段的混频器，该类型的混频电路采用的较多的是薄膜GaAs电路，一般电路的厚度为10微米量级甚至更薄，该类型的太赫兹混频电路制作工艺较为复杂，并且由于GaAs介电常数较大，并且其在太赫兹频段的吸收损耗较为严重，影响了混频单片的性能，该类型的单片由于长宽比较大，容易断裂。因此在太赫兹的高端频率需要开发出一种新型的混频电路形式，并且该类型的混频电路在工艺实现上要切实可行。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供基于废弃单片的异构集成太赫兹混频器及其实现方法，其工作带宽以及中频输出带宽宽、损耗低、不易断裂且工艺简单。

本发明通过下述技术方案实现：

异构集成太赫兹混频器，包括石英基板，所述石英基板内设置有依次连接的薄膜二极管、本振低通滤波器和中频滤波器，所述薄膜二极管为薄膜GaAs太赫兹反向并联肖特基混频二极管，所述薄膜二极管采用废弃单片上取下来的二极管。本发明的方案结构既区别于现有的混合集成电路，又区别于单片集成电路形式，结合了混合集成电路和单片集成电路的优势，采用了低介电常数和低损耗的石英作为电路。采用本方案的混频器，其可覆盖范围可在300GHz到3THz。与混合集成电路相比，二极管采用薄膜二极管，且不需要人工装配，采用光刻对位代替人工对位，提高了电装精度。与单片集成电路相比，采用石英构成外围电路，介电系数低，较单片相比，长度较短，不易弯折。本方案的薄膜二极管采用废弃单片上的二极管，其既可以提高废弃单片的利用率，由于从废弃单片上取下来的二极管衬底薄，器件的寄生参数小，其可大大提高混频器的性能，且可减小混频器的制作工艺。

作为优选，所述薄膜二极管两端通过金微带线分别与本振低通滤波器和射频/中频地端相连。

作为优选，还包括射频输入端、本振输入端，所述薄膜二极管的一端通过金微带线横跨在射频输入端上，所述本振低通滤波器通过金微带线横跨在本振输入端上且与中频滤波器相连。

进一步的，所述金微带线的厚度为3微米。

作为优选，所述薄膜二极管的正面朝上。

作为优选，所述石英基板的厚度为30微米至50微米。

一种基于废弃单片的异构集成太赫兹混频器的实现方法，包括以下步骤：

a、采集废弃单片上的反向并联肖特基二极管；

b、将反向并联肖特基二极管倒桩焊接在石英基板上；

c、将本振低通滤波器和中频滤波器印刷在石英基板上。