[发明专利]太赫兹悬置空芯脊型介质波导的制作方法及其结构

说明书

本申请提供一种太赫兹悬置空芯脊型介质波导的制作方法及其结构，所述太赫兹悬置空芯脊型介质波导的制作方法采用所述第一高阻硅以及所述第二高阻硅作为传输材料，可以使得在0.1THz～1THz频段范围内吸收系数小于0.01每厘米，具有很低的介质损耗。并且，所述第一高阻硅以及所述第二高阻硅作为传输材料具有极高的介电常数，可以使得电磁波集中在波导高阻硅内部进行传输减少电磁波向周围空气层的辐射，从而减少辐射损耗。同时，由于电磁波集中于所述空气芯腔内，使得更多的电磁波集中在无损的空气中进行传输，进一步减少了介质损耗。

技术领域

本申请涉及太赫兹波导结构及其制作领域，特别是涉及一种太赫兹悬置空芯脊型介质波导的制作方法及其结构。

背景技术

太赫兹波(THz波)一般是指频率从0.1THz到10THz的电磁波，该频段处于光子学波段与微波毫米波之间，其在传感，成像，通信，光谱学，天文学和无损探测等方面具有很大的学术价值和广泛的应用潜力。在太赫兹应用系统中，用于传输电磁波的波导是不可或缺的关键组成部分。但由于太赫兹波的独特特性，如水汽等对THz波有强烈的吸收，使THz波传输距离十分受限，因此研究低损耗易于集成的波导结构成为了太赫兹技术发展的首要目标。随着工作频率的提高，传统低阻硅材料在太赫兹波段表现出大的介质损耗。在长距离传输器件中，太赫兹传输过程中一部分的电磁场在导带层周围进行传输，介质损耗显著。同时，采用传统的加工制作技术制作很薄的硅传输层结构中容易发生断裂，影响介质波导的传输性能与可靠性，导致造成明显的传输损耗。

发明内容

基于此，有必要针对传统太赫兹波导结构及其制作方法中造成的介质损耗显著的问题，提供一种易集成、低介质损耗的太赫兹悬置空芯脊型介质波导的制作方法及结构。

本申请提供一种太赫兹悬置空芯脊型介质波导的制作方法，包括：

S10，提供一个第一高阻硅，所述第一高阻硅包括第一刻蚀面，在所述第一刻蚀面的相对两侧上制备第一掩膜，并以所述第一掩膜为遮挡进行深反应离子刻蚀，形成第一导带层；

S20，提供一个第二高阻硅，与所述第一高阻硅的宽度相同，所述第二高阻硅包括第二刻蚀面以及第三刻蚀面，所述第二刻蚀面与所述第三刻蚀面相对设置，在所述第二刻蚀面的相对两侧上制备第二掩膜，并以所述第二掩膜为遮挡进行深反应离子刻蚀，形成第二导带层，在所述第三刻蚀面的相对两侧上制备第三掩膜，并以所述第三掩膜为遮挡进行深反应离子刻蚀，形成两个高阻硅支撑片；

S30，提供一个基底，所述基底的宽度大于所述第二高阻硅，所述基底包括第四刻蚀面，在所述第四刻蚀面的相对两侧上制备第四掩膜，并以所述第四掩膜为遮挡进行湿法刻蚀，形成基底层；

S40，将所述两个高阻硅支撑片与所述基底层贴合在一起，所述第一导带层与所述第二导带层贴合在一起，形成一个空气芯腔，并在高温高压环境下制备太赫兹悬置空芯脊型介质波导。

在其中一个实施例中，所述步骤S10包括：

S110，提供一个所述第一高阻硅，包括所述第一刻蚀面；

S120，将光致抗蚀剂旋涂在所述第一刻蚀面的相对两侧，且所述光致抗蚀剂的厚度为4微米～6微米；

S130，将旋涂有所述光致抗蚀剂的所述第一高阻硅进行光刻、曝光以及显影，形成所述第一掩膜；

S140，以所述第一掩膜为遮挡，对所述第一高阻硅进行深反应离子刻蚀至深度为30微米～40微米，形成所述第一导带层。

在其中一个实施例中，所述步骤S20包括：

S210，提供一个所述第二高阻硅，包括所述第二刻蚀面以及所述第三刻蚀面；

S220，将光致抗蚀剂旋涂在所述第二刻蚀面的相对两侧以及所述第三刻蚀面的相对两侧，且所述光致抗蚀剂的厚度为4微米～6微米；