[发明专利]一种基于薄膜自卷曲技术的圆波导

权利要求书

1.一种基于薄膜自卷曲技术的圆波导，其特征在于：包括硅衬底片和微纳米管；所述微纳米管的管壁由钛金属层、铜金属层和金金属层依次重叠连接构成，在金属层间的内在应力作用下自卷曲形成单圈空心管；微纳米管中的钛金属层一端固定连接在硅衬底片上；微纳米管的内径为微米级；

所述圆波导工作频率为太赫兹波段；

基于薄膜自卷曲技术的圆波导制备方法，具体操作步骤如下：

（1）切片清洗

将硅片切割成硅衬底片，并清洗，吹干，得到清洁的硅衬底片；

（2）镀锗牺牲层

在高真空度条件下，在硅衬底片的一侧面上沉积锗牺牲层，厚度为70nm；

（3）涂设光刻胶、曝光、显影对锗牺牲层的表面进行成膜处理，在锗牺牲层的整个表面旋涂液性正性光刻胶；遮挡住需要保留的光刻胶部分，曝光、显影需要去除的光刻胶部分，得到暴露出部分锗牺牲层的基片；

（4）ICP刻蚀

对暴露出部分锗牺牲层的基片进行电感耦合等离子体刻蚀，去除暴露出的锗牺牲层，并向下浅刻一层蚀硅衬底片，得到去除部分锗牺牲层基片；

（5）去除光刻胶

去除锗牺牲层上保留的光刻胶部分，得到保留部分锗牺牲层的基片；

（6）采用负性胶套刻、显影

在保留部分锗牺牲层的基片上，用甲基硅胺烷进行成膜处理，旋涂液性负性光刻胶，得到过渡基片；

（7）镀三层金属处理

在过渡基片的液性负性光刻胶表面上分别依次真空镀设钛金属层、铜金属层和金金属层，得到具有三层金属层的金属基片；

（8）去除保留的锗牺牲层

使用浓度为75%的过氧化氢溶液刻蚀保留部分的锗牺牲层，随着保留部分的锗牺牲层被选择性刻蚀，在金属层间的内在应力作用下，三层金属层向内卷曲形成微纳米管，得到带硅衬底片的微纳米管；

（9）化学镀金

将带硅衬底片的微纳米管进行除油、化学镀镍、化学镀金、泡金保护剂处理，得到基于薄膜自卷曲技术的圆波导。

2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜自卷曲技术的圆波导，其特征在于：所述微纳米管的内径为15微米～100微米。

3.根据权利要求1所述的一种基于薄膜自卷曲技术的圆波导，其特征在于：所述钛金属层的厚度为20nm，所述铜金属层的厚度为20nm，金金属层的厚度为4nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于薄膜自卷曲技术的圆波导，其特征在于：所述圆波导工作频率为0.6太赫兹～9太赫兹。

5.根据权利要求1所述的一种基于薄膜自卷曲技术的圆波导，其特征在于：步骤（4）中，真刻蚀的真空度为10^-3－10^-4 Pa。

6.根据权利要求1所述的一种基于薄膜自卷曲技术的圆波导，其特征在于：步骤（7）中，使用真空镀膜机设备，采用电子束蒸发沉积一层金属钛，厚度为20纳米；采用热蒸发沉积一层金属铜，厚度为20纳米；采用电子束蒸发沉积一层金属金，厚度为4纳米。

7.根据权利要求1所述的一种基于薄膜自卷曲技术的圆波导，其特征在于：步骤（8）中，使用浓度为75%的过氧化氢溶液刻蚀锗牺牲层的具体操作如下：

（1.1）将具有三层金属层的金属基片浸润在浓度为75%的过氧化氢溶液中，每过一分钟取出金属基片，并立即用异丙醇溶液浸润一下；

（1.2）在100℃条件下烘干，并在显微镜下观察三层金属层逐渐向内卷曲的情况；重复步骤（1.1）的操作，随着锗牺牲层被选择性刻蚀，在金属层间的内在应力作用下，三层金属层向内卷曲形成微纳米管。