[发明专利]一种基于可变表面方阻的可调谐超材料结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于可变表面方阻的可调谐超材料结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制备衬底(10)；

S2：在衬底上制备金属薄膜底层(20)；

S3：在金属薄膜底层上制备中间介质层(30)；

S4：在中间介质层(30)上制备金属薄膜顶层，并将金属薄膜顶层图形化得到三层超材料结构；

S5：用氧等离子体对图形化的金属薄膜顶层(40)的全部或部分进行轰击以调控金属薄膜顶层的方阻，最后得到可调谐超材料结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于可变表面方阻的可调谐超材料结构的制备方法，其特征在于，S5中，用氧等离子体对图形化的金属薄膜顶层(40)的全部进行轰击时的具体步骤为：

将半成品放置于等离子刻蚀机或等离子去胶机中，采用氧等离子体对图形化的金属薄膜顶层(40)进行轰击得到被氧等离子体调控方阻的金属薄膜顶层(41)，轰击过程中的具体参数为：氧气流量为10-100sccm，反应室气压为1-20Pa，功率为50-800W，轰击时间为0.5-10分钟，使图形化的金属薄膜顶层(40)方阻变化，方阻的调谐范围为1Ω/□-100Ω/□，得到可调谐超材料结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于可变表面方阻的可调谐超材料结构的制备方法，其特征在于，S5中，用氧等离子体对图形化的金属薄膜顶层(4)的部分进行轰击时的具体步骤为：

S51：介质保护层(50)的制备与图形化；首先将AZ5214光刻胶旋转涂覆整个图形化的金属薄膜顶层(40)表面，然后用掩膜进行部分曝光，曝光完成后再用热板烘烤，让曝光部分的胶发生光固化反应，热板烘烤温度为60-200℃，时间为0.5-5min，再进行泛曝光进程，然后显影得到需要剥离的图案；再采用PECVD工艺制备氮化硅或二氧化硅介质保护层(50)，此时介质保护层(50)位于整个图形化的金属薄膜顶层(40)之上，且介质保护层(50)的厚度为20-100nm；

用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离，剥离后留下介质保护层(50)图形，该图形覆盖在部分图形化的金属薄膜顶层(40)上，得到半成品；

S52：将被介质保护层(50)部分覆盖的半成品放置于等离子刻蚀机或等离子去胶机中，采用氧等离子体对半成品的表面进行轰击得到被氧等离子体部分调控表面方阻的金属薄膜顶层(42)，轰击过程中，氧气流量为10-100sccm，反应室气压为1-20Pa，功率为50-800W，轰击时间为0.5-10分钟，使图形化的金属薄膜顶层(40)未被介质保护层(50)覆盖部分的方阻变化，方阻变化调谐范围为1Ω/□-100Ω/□，得到成品。

4.根据权利要求1-3中任意一条权利要求所述的一种基于可变表面方阻的可调谐超材料结构的制备方法，其特征在于，S2中，采用蒸发或磁控溅射法方法制备金属薄膜底层(20)，金属薄膜底层(20)的厚度为100nm-500nm。

5.根据权利要求1-3中任意一条权利要求所述的一种基于可变表面方阻的可调谐超材料结构的制备方法，其特征在于，S3中，采用PECVD、蒸发或旋涂方法制备中间介质层(30)，中间介质层(30)的厚度为1μm-50μm。

6.根据权利要求1-3中任意一条权利要求所述的一种基于可变表面方阻的可调谐超材料结构的制备方法，其特征在于，S4中，采用蒸发或磁控溅射法方法制备金属薄膜顶层，控制其厚度为10nm-300nm；采用光刻与反应离子刻蚀工艺图形化金属薄膜顶层得到图形化的金属薄膜顶层(40)，刻蚀气体中活性刻蚀剂为BCl₃和Cl₂；中性气体N₂或CH₄，设置BCl₃和Cl₂的流量比为10:30-90：10，射频功率为200-800W，反应室压力为2-10Pa，图形化后形成三层超材料结构。