[实用新型]一种薄膜天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种薄膜天线。

背景技术

随着移动数据设备例如智能手机、平板电脑等的普及，人们更加迫切需要在任何地方都能进行联网，在移动数据设备中天线是接触网络的唯一部件，这就要求移动数据设备具有不同的制式和不同的无线频段相对接的天线。天线尺寸由工作带宽、工作频率和辐射效率决定。更大尺寸的天线能够提供更大的带宽和更高的效率，天线尺寸越大还能够保持辐射效率不变。

然而，现有的移动数据设备更加轻薄化，这给天线的预留空间越来越少，这极大限制了天线的带宽和频率，这也给网络和移动数据设备带来巨大挑战。

实用新型内容

为了克服以上问题，本实用新型旨在提供一种薄膜天线，通过纳米天线来改进传统天线结构，扩大天线的应用范围。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种薄膜天线，其包括：

一绝缘衬底层；

位于绝缘衬底层中的金属互连线，用于对纳米天线层的信号进行传输；

位于绝缘衬底层表面的纳米天线层；其中，纳米天线层底部通过金属接触线与金属互连线连接；

位于纳米天线层之间的介质；

位于纳米天线层上的覆盖层。

优选地，所述纳米天线层中的纳米天线具有一个恒定图案天线和多个以这个恒定图案天线放大或缩小的变换图案天线。

优选地，以所述恒定图案天线为基准，将所述恒定图案天线按递增或递减顺序放大为多个变换图案天线，将多个变换图案天线按照尺寸从小到大顺序且将顶端对齐到同一直线上排列。

优选地，相邻的变换图案天线的顶端在同一直线上、且相邻的变换图案天线中的一个变换图案天线与另一个变换图案天线呈180°相对设置。

优选地，所述恒定图案天线呈弧形轨迹排布。

优选地，所述恒定图案天线为波浪线且以弧形为轨迹排列。

优选地，所述弧形为半圆形。

优选地，每根所述纳米天线的一端底部与所述金属接触线顶部相连接。

优选地，所述金属接触线由金属接触孔结构构成；金属接触孔结构形成于绝缘衬底层中，其一端与纳米天线层底部连接，另一端穿过绝缘衬底层与金属互连线连接。

优选地，所述金属互连线的线宽和所述金属接触线的直径相同。

优选地，所述金属互连线的材料为铜，所述金属接触线的材料为铜。

优选地，在所述纳米天线层底部设置有封闭空腔，且封闭空腔位于所述金属互连线与所述纳米天线层之间的绝缘衬底层中。

优选地，在封闭空腔顶部且在纳米天线层底部设置有至少一条介质梁，用于支撑纳米天线层。

优选地，所述纳米天线的一端底部与金属接触线接触的位置均设置于纳米天线层的一侧，至少一条介质梁设置于所述纳米天线层的另一侧底部。

优选地，所述封闭空腔呈扁平结构。

优选地，每根所述金属接触线的一端与相应的天线的端相连接，另一端穿过所述封闭空腔至绝缘衬底层中，且另一端与金属互连线相连接。

优选地，所述纳米天线层的材料为单层石墨烯薄膜。

优选地，所述绝缘衬底层的材料为有机屏蔽材料。

优选地，所述覆盖层的材料为氧化石墨烯薄膜。

优选地，所述介质的材料为空气或低损耗高频介质。

为了达到上述目的，本实用新型还提供了一种上述的薄膜天线的制备方法，包括：

步骤01：提供一原始绝缘衬底层；

步骤02：在原始绝缘衬底层表面刻蚀出互连线沟槽并填充金属，从而形成互连线；

步骤03：在互连线和原始绝缘衬底层表面再沉积一层新绝缘衬底层，在新绝缘衬底层中刻蚀出接触孔；并且在接触孔中填充金属，从而形成金属接触线；接触孔所在位置为相应纳米天线的端部所在位置；

步骤04：金属接触线顶部和新绝缘衬底层上覆盖上一层纳米天线层；

步骤05：图案化纳米天线层，形成多个纳米天线，并且暴露出新绝缘衬底层表面；其中，纳米天线层中的每个纳米天线的一端与金属接触线顶部接触；

步骤06：在纳米天线之间形成介质，并在纳米天线表面覆盖覆盖层。

优选地，所述步骤06包括：在真空中将覆盖层覆盖于纳米天线层表面，从而使得覆盖层下方的相邻纳米天线之间构成真空介质。