[发明专利]一种双频率太赫兹带通滤波器及其制作方法

权利要求书

1.一种双频率太赫兹带通滤波器，其特征在于，在0.6mm厚半绝缘砷化镓表面，采用标准半导体器件微加工工艺，导致表面等离子极化激元激发和电感-电容共振两种物理过程共同作用，在不同频率上产生异常透射增强实现双频率THz带通滤波功能的单元周期为40μm、外径为16μm、内径为12μm、间隔是指镂空的互补型开口环共振单元中开口两端的间距宽度g在2μm到10μm的范围内变化的二维结构的周期性互补型开口环共振单元。

2.如权利要求1所述的一种双频率太赫兹带通滤波器，其特征在于，所述周期性互补型开口环共振单元，单元结构在一个光滑金属面上，通过半导体微加工工艺实现镂空的带缺口的环状周期性结构，其周期性互补型开口环共振单元的外径与内径之间，除间隔以外部分都是镂空的。

3.如权利要求1所述的一种双频率太赫兹带通滤波器，其特征在于，所述周期性互补型开口环共振单元的金属层结构，采用5nm厚钛金属做粘结层，50nm厚金材料做电极，半导体衬底采用半绝缘砷化镓。

4.如权利要求1或3所述的一种双频率太赫兹带通滤波器，其特征在于，所述双频率太赫兹带通滤波器的互补型开口谐振环结构，外径为16μm、内径为12μm、间隔宽度g分别为2μm、5μm、10μm，C-SRR的单元周期为40μm，器件表面的C-SRR所覆盖的矩形区域10mm×10mm，面积为100mm²。

5.一种双频率太赫兹带通滤波器的制作，其特征在于，采用标准半导体器件微加工工艺：按照结构图型订购光掩膜版，正胶工艺，热蒸工艺，剥离工艺，制作金属层，具体流程如下：

第一步：将SI-GaAs衬底置于去离子水中，并在10kHz频率的超声环境中清洗，去除表面残留颗粒物，然后用高压氮气将表面吹干；

第二步：将干燥后的样品置于旋涂台上，在黄光条件下将AZ1500型光刻胶滴在周期性微结构表面，并立即以600r/min的低转速进行匀胶，维持10s后，转速直接提高到3000r/min的高转速进行甩胶，维持60s，使得胶厚＜1.5μm；

第三步：涂胶后的样品被放置在110℃的烘胶台上进行60s的烘焙，固化光刻胶；

第四步：将涂有光刻胶的样品转移到URE-2000/35型紫外光刻机上，在样品表面曝光60s后，将光掩膜版互补型开口环共振单元的图形转移到样品上，然后在显影液中显影45s，并转移到去离子水漕中清洗60s，取出后立即用压缩氮气吹干样品表面；

第五步：将干燥后的样品置于热蒸发镀膜仪样品支架上，然后分别将盛有纯度为99.999％的钛粉末和99.999％的金粉末的钨舟连接到两组不同的电极中，关闭蒸发腔室后启动真空泵，将腔室内压强从标准大气压降低到10^-4mbar，然后开启连通钛金属的电源，并提高电流强度，直到膜厚检测器显示厚度增加为止，以0.1nm/s的蒸发率，持续200s后切断连通钛金属的电源，并连通含金钨舟的电源，并提高电流强度，直到膜厚检测器显示厚度增加为止，以0.2nm/s的蒸发率，持续500s后切断电源，冷却600s后逐级关闭真空泵，等腔室内压强回归标准大气压后打开蒸发腔，取出样品；

第六步：剥离工艺包括步骤：将金属化后的样品浸泡在99.999％纯度丙酮溶剂中，利用丙酮渗透固化后的光刻胶，将胶面上的金属剥离半绝缘砷化镓表面，而未光刻胶保护的金属部分留在半绝缘砷化镓上，成为周期性互补型开口环共振单元。