[发明专利]基于BST薄膜的热调谐频率选择表面及其加工工艺

权利要求书

1.一种基于BST薄膜的热调谐频率选择表面，包括从下到上依次紧密接触设置的基底层、中间介质层和频率选择表面金属层，其特征在于：所述频率选择表面金属层包括设置于两侧的电极以及设置在两个电极之间的多个FSS结构单元，在两个所述电极之间还连接有微米级的电加热单元，所述的多个FSS结构单元等间隔排列于所述电加热单元内，形成周期性阵列。

2.根据权利要求1所述的基于BST薄膜的热调谐频率选择表面，其特征在于：所述电加热单元为多根电加热丝，该电加热丝的两端分别与两个所述电极电性连接，且所述电加热丝设于相邻两行或两列的所述FSS结构单元之间。

3.根据权利要求1所述的基于BST薄膜的热调谐频率选择表面，其特征在于：所述电加热单元为电加热网，该电加热网电性连接于两个所述电极之间，所述FSS结构单元阵列分布于所述电加热网的网格内。

4.根据权利要求1所述的基于BST薄膜的热调谐频率选择表面，其特征在于：所述FSS结构单元为圆环单元、SSR环结构、十字型结构、方环结构、Y型结构或者开口谐振环结构。

5.根据权利要求1所述的基于BST薄膜的热调谐频率选择表面，其特征在于：所述FSS结构单元包括第一金属条与第二金属条，所述第一金属条与第二金属条垂直连接形成十字形结构，在所述第一金属条的两端垂直连接有第三金属条，在所述第二金属条的两端垂直连接有第四金属条。

6.根据权利要求5所述的基于BST薄膜的热调谐频率选择表面，其特征在于：所述第一金属条、第二金属条、第三金属条与第四金属条的宽度均一致，所述第一金属条与第二金属条的长度相等，所述第三金属条与第四金属条的长度相等。

7.根据权利要求6所述的基于BST薄膜的热调谐频率选择表面，其特征在于：所述第一金属条、第二金属条、第三金属条与第四金属条的宽度为4μm，所述第一金属条与第二金属条的长度为26μm，所述第三金属条与第四金属条的长度为15μm。

8.根据权利要求1～7任一项所述的基于BST薄膜的热调谐频率选择表面，其特征在于：所述基底层为硅基板，厚度为1.0～1.5mm；所述中间介质层为钛酸锶钡薄膜，厚度为600～700nm；所述频率选择表面金属层的材料为金、银、铂或铜，厚度为400～600nm，周期为50μm。

9.一种基于BST薄膜的热调谐频率选择表面的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：选取满足性能要求的硅基板制成基底层，并对其表面进行清洗；

步骤2：在真空环境下对所述基底层进行加热，采用磁控溅射镀膜工艺在基底层上表面溅射BST薄膜，形成中间介质层；

步骤3：溅射BST薄膜形成中间介质层一定时间后，取出并于650℃纯氧条件下进行退火处理；

步骤4：采用磁控溅射镀膜工艺在中间介质层表面上溅射形成频率选择表面金属层；

步骤5：在所述频率选择表面金属层上涂覆光刻胶，并将工件置于紫外曝光机中曝光，显影灰化后使用离子束刻蚀技术对频率选择表面金属层进行刻蚀加工，形成电极、FSS结构单元、微米级的电加热单元，其中所述电极位于两侧，多个FSS结构单元设置于两个电极之间，所述电加热单元连接于两个所述电极之间，所述的多个FSS结构单元等间隔排列于所述电加热单元内，形成周期性阵列；

步骤6：使用丙酮溶剂去除表面残留的光刻胶后，得到产品。

10.根据权利要求9所述的基于BST薄膜的热调谐频率选择表面的加工工艺，其特征在于：步骤2中，所述中间介质层的加工步骤为：

步骤2-1：将所述基底层固定于基板上，并放入PC室中；

步骤2-2：采用分子泵对PC室进行粗抽真空，压力抽至1.5E-1mT时开启高分子泵，并对高分子泵进行抽真空，当高分子泵达到工作速度后，打开挡板使用高分子泵对PC室抽真空处理，当真空度达到6E-6mT后，设置基板加热速率和加热温度后开始加热基板；

步骤2-3：通入氩气，并给靶材加上初始电压，使靶材起辉，然后设置爬坡速率到达溅射工作电压，同时将氩气和氧气按照比例设置到工作压力，进行预溅射；

步骤2-4：在预溅射后，旋转基板，并打开挡板开始溅射形成所述中间介质层，同时使基板匀速转动保证薄膜表面各处成膜的均匀性。