[发明专利]一种螺旋天线耦合微桥结构及其制备方法

权利要求书

1.一种螺旋天线耦合微桥结构，其特征在于，包括衬底(10)，设置在衬底(10)上的驱动电路(20)，驱动电路(20)上设置的电路接口(21)，设置在驱动电路(20)和衬底(10)上的牺牲层(30)，自下而上依次设置在牺牲层(30)上的支撑层(40)、带馈点的螺旋天线层(50)、可露出螺旋天线层(50)馈点的钝化层(60)，在螺旋天线层(50)的馈点处设置有氧化钒层(70)，支撑层(40)和螺旋天线层(50)分别与电路接口(21)相连接；所述带馈点的螺旋天线层(50)包括支撑层(40)上的传统蚊香型螺旋天线和桥腿，桥腿连接传统蚊香型螺旋天线和电路接口(21)。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋天线耦合微桥结构，其特征在于：所述螺旋天线层(50)为铝、钨、钛、铂、镍、铬或者任何一种它们的合金，厚度为10～100nm。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋天线耦合微桥结构，其特征在于：所述氧化钒层(70)的电阻温度系数为–2％/K～–6％/K，厚度为30～200nm。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋天线耦合微桥结构，其特征在于：所述氧化钒层(70)为矩形，氧化钒层(70)宽度与螺旋天线层(50)的线条宽度相同，氧化钒层(70)的面积为支撑层(40)面积的1％～20％，螺旋天线层(50)设置在整个支撑层(40)上。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋天线耦合微桥结构，其特征在于：所述牺牲层(30)的材料为聚酰亚胺、二氧化硅、氧化的多孔硅和磷硅玻璃中的一种；所述支撑层(40)由单层薄膜或多层薄膜构成，材料为二氧化硅或者氮化硅，支撑层(40)的厚度在0.1～1μm之间；所述钝化层(60)的材料为二氧化硅或者氮化硅，厚度在0.05～0.5μm之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种螺旋天线耦合微桥结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

①将驱动电路集成到衬底上，再在带有驱动电路的衬底上制备牺牲层，牺牲层未制备在驱动电路的电路接口上；

②在牺牲层上制备支撑层，并使支撑层与驱动电路的电路接口相连接；

③在支撑层上制备螺旋天线层，并使螺旋天线层与驱动电路的电路接口相连接，图形化螺旋天线层得到带馈点的螺旋天线层；

④在螺旋天线层上制备钝化层，图形化钝化层，得到露出螺旋天线层的馈点的钝化层；

⑤在螺旋天线层的馈点处制备氧化钒层，并图形化氧化钒层为矩形图案；

⑥释放牺牲层，形成螺旋天线耦合微桥结构，然后进行封装形成探测单元。

7.根据权利要求6所述的一种螺旋天线耦合微桥结构的制备方法，其特征在于：所述步骤③中，图形化螺旋天线层采用光刻与反应离子刻蚀工艺完成，反应离子刻蚀气体为BCl₃、Cl₂氯基金属刻蚀剂和N₂、CH₄等中性气体，BCl₃和Cl₂的流量比为10:30～90：10，中性气体的流量为0～90sccm，射频功率为100～500W，反应室压力为2～10Pa；螺旋天线层为金属薄膜，螺旋天线层的线条宽度为0.5～10μm，相邻线条的间隙宽度为0.5～15μm，螺旋天线层的馈点处间隔距离为0.5～10μm。

8.根据权利要求6所述的一种螺旋天线耦合微桥结构的制备方法，其特征在于：所述步骤④中，图形化钝化层采用反应离子刻蚀工艺完成，反应离子刻蚀气体为CHF₃、CF₄、SF₆等氟基气体中的一种或几种与O₂的混合气体，设置氟基气体与O₂的流量比为10:20～90：10，射频功率为100～500W，反应室压力为2～10Pa；刻蚀钝化层后形成矩形通孔图案，露出螺旋天线层的馈点，通孔图案宽度为0.5～10μm，与螺旋天线层的线条宽度相同，长度大于螺旋天线层的馈点处间隔距离1～20μm。

9.根据权利要求6所述的一种螺旋天线耦合微桥结构的制备方法，其特征在于：所述步骤⑤中，氧化钒层采用磁控溅射法制备；溅射时控制溅射功率为100～500W，氧分压为0.5％～10％，溅射时间为5～60min，退火温度为200～600℃；氧化钒层的图形化采用光刻与反应离子刻蚀工艺完成，反应离子刻蚀气体为BCl₃、Cl₂氯基金属刻蚀剂和N₂、CH₄等中性气体；BCl₃和Cl₂的流量比为10:30～90：10，中性气体的流量为0～90sccm，射频功率为100～500W，反应室压力为2～10Pa；图形化氧化钒层为矩形图案，覆盖螺旋天线层的馈点，氧化钒层的宽度为0.5～10μm，与螺旋天线层的线条宽度相同，长度为1～30μm。