[发明专利]GaN HEMT毫米波可重构天线及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN HEMT毫米波可重构天线，其特征在于：包括衬底（1），所述衬底（1）上外延生长有AlN缓冲层（2），所述AlN缓冲层（2）上生长有GaN层（3），所述GaN层（3）的左右两侧设置有中间不相接触的AlGaN层（4），左右两侧的AlGaN层（4）上设置有欧姆接触金属电极（5），所述欧姆接触金属电极（5）的下表面与所述GaN层（3）相接触，所述AlGaN层（4）的上表面以及两个AlGaN层（4）之间的GaN层（3）的上表面设置有不规则周期结构的金属条（6），所述不规则周期结构的金属条形成啁啾布拉格光栅，左右两侧AlGaN层（4）的上表面的所述布拉格光栅结构通过金属层连接到一起，形成整体的栅金属层（7）；通过AlGaN层（4）和GaN层（3）之间的电压控制，控制AlGaN层自发压电极化产生的二维电子气浓度，使天线工作在四种状态：1）天线沿啁啾布拉格光栅向左、向右双向辐射；2）天线仅向左辐射；3）天线仅向右辐射；4）天线处于关闭状态。

2.如权利要求1所述的GaN HEMT毫米波可重构天线，其特征在于：所述衬底（1）为SiC衬底。

3.如权利要求1所述的GaN HEMT毫米波可重构天线，其特征在于：所述欧姆接触金属电极（5）的制作材料使用Ti、Au、Ge、Ni和/或Au。

4.如权利要求1所述的GaN HEMT毫米波可重构天线，其特征在于：所述栅金属层（7）的制作材料使用Ti、Al、Ni和/或Au。

5.如权利要求1所述的GaN HEMT毫米波可重构天线，其特征在于：所述天线工作于100GHz-300GHz，其中心频率为200GHz，对应波长为1.5mm，所述天线中AlGaN层上方的金属条间距为0.15mm到1.5mm渐变，金属条（6）宽为20微米。

6.如权利要求5所述的GaN HEMT毫米波可重构天线，其特征在于：两个AlGaN层（4）之间的金属条（6）采用固定间距，间距为0.15mm，在左右两侧AlGaN层（4）上的金属条（6）按照第一个间距0.15mm，第二个间距为0.15mm+d；第三个间距为0.15mm+2d，一直到渐变到0.15mm+nd=1.5mm；其中d=0.05mm，求得n=27，可知在左右两侧AlGaN层（4）上分别设置有28个金属条（6）。

7.一种GaN HEMT毫米波可重构天线制备方法，其特征在于包括如下步骤：

在碳化硅衬底（1）上外延生长AlN缓冲层（2），然后在AlN缓冲层（2）上生长GaN层（3），然后在GaN层（3）上生长AlGaN层（4），通过半导体加工工艺对AlGaN层（4）进行处理，使AlGaN层（4）分离成左右两部分，且AlGaN层（4）之间的GaN层（3）裸露出，并使得左右两侧的AlGaN层（4）上分别形成有欧姆接触金属电极形成孔，欧姆接触金属电极形成孔内的GaN层（3）裸露出，通过半导体工艺方法在AlGaN层（4）以及AlGaN层（4）之间的GaN层（3）上制作不规则周期结构的金属条，形成啁啾布拉格光栅，并通过金属将AlGaN层（4）上的金属条连接在一起，形成整体的栅金属层（7），在GaN层（3）通过半导体的工艺制作欧姆接触金属电极（5），通过AlGaN层（4）和GaN层（3）之间的电压控制，控制AlGaN层（4）自发压电极化产生的二维电子气浓度，使天线工作在四种状态：1）天线沿啁啾布拉格光栅向左、向右双向辐射；2）天线仅向左辐射；3）天线仅向右辐射；4）天线处于关闭状态。