[发明专利]一种加载铁电薄膜的SSPP传输移相器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种加载铁电薄膜的SSPP传输移相器及其制备方法，该移相器包括：低介衬底、铁电薄膜、金属层；金属层包括电极、阻抗匹配区及SSPP传输结构，电极设在SSPP传输结构两侧，阻抗匹配区设在SSPP传输结构的两端；阻抗匹配区包括共面波导结构及过渡结构。该方法包括：在衬底上依次沉积粘附层、铁电薄膜、金属粘附层及金属层；在金属层上进行电极、共面波导结构、过渡结构及SSPP传输结构刻蚀。因此，本发明实施例提供的加载铁电薄膜的SSPP传输移相器及制备方法，通过在具有介电非线性的铁电薄膜层上成型SSPP传输结构，使得移相器的传输效率高，且能够将场很好地束缚在铁电薄膜中。利用铁电薄膜的高调谐率，能够实现很好的可调谐移相功能。

技术领域

本发明涉及移相器技术领域，尤其涉及一种加载铁电薄膜的SSPP传输移相器及其制备方法。

背景技术

随着现代军事的发展，对雷达的性能也有了进一步的要求。但是限于传统机械雷达的机械本身特点，其跟踪速度，跟踪目标准确性和稳定性都较差，发展起来的相控阵雷达可以克服机械雷达的一系列缺点，并已经在军事装备中得到了一定的应用。移相器作为相控阵雷达中最重要的部件，决定着相控阵雷达性能的优劣。

移相器的种类较多，按照移相器的移相机理和结构设计的不同，可以将移相器分为铁氧体移相器，半导体二极管(PIN二极管)移相器，射频MEMS移相器和铁电移相器四类。与发展最早的铁氧体移相器对比，铁电移相器的优点在于具有扫描速度快，体积小且质量轻，损耗小等优点。在铁电移相器中，与体材和厚膜相比，薄膜的损耗更小，成本更低，所加直流偏压更低，工作频率更高，响应速度更快，其厚度一般在亚微米级别，便于与MMIC工艺结合，电路形式更加灵活多样。

然而，现有技术中的铁电薄膜移相器，其传输结构多基于普通传输线设计，为提高调谐率而采用的加载分布电容结构等设计增加了工艺难度，使得制备工艺复杂。并且，由于其传输结构的局限性，使得移相器的横截面场的分布单一，导致无法根据实际需求构建频率选择、低插损传输及高效率调谐的传输结构。

发明内容

本发明实施例提供了一种加载铁电薄膜的SSPP传输移相器及其制备方法，解决了现有技术中加载铁电薄膜的微带传输线移相器传输结构局限性大及工艺复杂的问题。

一方面，本发明实施例提供的加载铁电薄膜的SSPP传输移相器，包括：衬底、铁电薄膜、金属层，所述铁电薄膜及所述金属层依次设置在所述衬底上；所述金属层包括位于同一水平面的电极、阻抗匹配区及SSPP传输结构，所述电极分别设置在所述SSPP传输结构两侧，所述阻抗匹配区分别设置在所述 SSPP传输结构的两端；所述阻抗匹配区包括共面波导结构及过渡结构，且所述过渡结构靠近所述SSPP传输结构，所述共面波导结构远离所述SSPP传输结构；所述阻抗匹配区及所述SSPP传输结构为齿状结构，且所述阻抗匹配区的金属齿与所述SSPP传输结构的金属齿垂直，所述过渡结构的金属齿的直径自靠近所述共面波导结构的一端至远离所述共面波导结构的一端逐渐减小；所述共面波导结构包括信号线与地线，且所述信号线与所述地线之间的距离相等。

另一方面，本发明实施例提供的用于制备加载铁电薄膜的SSPP传输移相器的方法，包括：S1，在衬底上沉积粘附层；S2，在所述粘附层上沉积铁电薄膜，并做退火处理；S3，在所述铁电薄膜沉积金属粘附层；S4，在所述金属粘附层上沉积金属层；S5，在所述金属层上进行电极、共面波导结构、过渡结构及SSPP传输结构刻蚀；S6，在所述金属层上沉积保护层。

综上，本发明实施例提供的加载铁电薄膜的SSPP传输移相器及其制备方法，通过在铁电薄膜层上成型SSPP传输结构，使得移相器的传输效率高，且能够将场很好地束缚在铁电薄膜中，且利用薄膜的高调谐率，通过将两者结合，能够实现很好的可调谐移相功能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的加载铁电薄膜的SSPP传输移相器的结构示意图；