[发明专利]一种超材料微桥结构及其制备方法

权利要求书

1.一种超材料微桥结构，包括衬底(10)和驱动电路层(20)，驱动电路层(20)上设有电路接口(21)，其特征在于，

还包括从下至上依次设置在驱动电路层(20)上的底层金属薄膜(40)、中间介质层(50)、电极层(60)、热敏薄膜层(70)、钝化层(80)和顶层金属薄膜(90)；

所述中间介质层(50)包括桥面、桥腿和桥柱，中间介质层的桥腿部分位于驱动电路层(20)上方；

底层金属薄膜(40)的一部分位于桥面下方，另一部分位于桥柱下方，位于桥面下方的底层金属薄膜(40)与驱动电路层(20)之间形成空腔，位于桥柱下方的底层金属薄膜(40)与电路接口(21)连接；

电极层(60)与电路接口(21)连接，电极层(60)的中央形成凹陷部分；热敏薄膜层(70)的底部通过所述凹陷部分与中间介质层(50)接触。

2.根据权利要求1所述的一种超材料微桥结构，其特征在于，所述顶层金属薄膜(90)为矩形、圆环形、开口环形、十字型周期性结构中的一种或几种混合结构。

3.根据权利要求1所述的一种超材料微桥结构，其特征在于，所述空腔的高度为1-3μm。

4.根据权利要求1所述的一种超材料微桥结构，其特征在于，所述底层金属薄膜(40)、电极层(60)和顶层金属薄膜(90)的材料均为铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或几种；所述底层金属薄膜(40)的厚度为100-300nm、电极层(60)厚度为20-100nm，顶层金属薄膜(90)的厚度为30-100nm。

5.根据权利要求1所述的一种超材料微桥结构，其特征在于，所述中间介质层(50)与钝化层(80)的材料均为二氧化硅、氮化硅或者它们的复合薄膜，中间介质层(50)的厚度为100-500nm，钝化层(80)的厚度为50-200nm。

6.根据权利要求1所述的一种超材料微桥结构，其特征在于，所述热敏薄膜层(70)的材料为氧化钒、氧化钛或非晶硅薄膜中的一种。

7.一种超材料微桥结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在带有驱动电路层(20)的衬底(10)上生长牺牲层并将牺牲层(30)图形化，驱动电路层(20)带有电路接口(21)；

步骤2：在牺牲层(30)上制备底层金属薄膜(40)，底层金属薄膜(40)覆盖牺牲层(30)顶部与电路接口(21)的部分表面；

步骤3：在底层金属薄膜(40)上制备中间介质层(50)，露出电路接口(21)；

步骤4：在中间介质层(50)上制备电极层(60)，将其图形化，电极层(60)与电路接口(21)电连接，电极层(60)的中央形成凹陷部分；

步骤5：在电极层(60)上制备热敏薄膜层(70),并将热敏薄膜层(70)图形化，所述热敏薄膜层(70)的底部通过所述凹陷部分与中间介质层(50)接触；

步骤6：在热敏薄膜层(70)上制备钝化层(80)，并将其图形化，钝化层(80)完全覆盖热敏薄膜层(70)；

步骤7：在钝化层(80)上制备顶层金属薄膜(90)并将其图形化，所有的顶层金属薄膜(90)均位于钝化层上；

步骤8：去除牺牲层(30)，使得位于中间介质层(50)桥面下方的底层的金属薄膜(40)与驱动电路层(20)之间形成空腔。

8.根据权利要求7所述的一种超材料微桥结构的制备方法，其特征在于，所述牺牲层(30)的材料为聚酰亚胺、二氧化硅、氧化的多孔硅或磷硅玻璃中的一种。

9.根据权利要求7所述的一种超材料微桥结构的制备方法，其特征在于，所述顶层金属薄膜(90)为矩形、圆环形、开口环形、十字型周期性结构中的一种或几种混合结构；所述空腔的高度为1-3μm。

10.根据权利要求7所述的一种超材料微桥结构的制备方法，其特征在于，所述底层金属薄膜(40)、电极层(60)和顶层金属薄膜(90)的材料均为铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或几种；所述底层金属薄膜(40)的厚度为100-300nm、电极层(60)厚度为20-100nm，顶层金属薄膜(90)的厚度为30-100nm；

所述中间介质层(50)与钝化层(80)的材料均为二氧化硅、氮化硅或者它们的复合薄膜，中间介质层(50)的厚度为100-500nm，钝化层(80)的厚度为50-200nm。