[发明专利]低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器及制备方法

权利要求书

1.一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：包括高阻硅衬底(1)、埋栅电极(2)、二氧化钒薄膜以及超表面层微结构(4)，埋栅电极(2)是利用扩散工艺对高阻硅衬底(1)进行选区掺杂制备而形成于高阻硅衬底(1)内部，高阻硅衬底(1)表面上侧依次是二氧化钒薄膜、超表面层微结构(4)；二氧化钒薄膜包括正方形二氧化钒薄膜块(3)和隔离二氧化钒薄膜(31)，超表面层微结构(4)由若干个金属结构单元周期性排列构成，每个金属结构单元为一个正方形金属块(8)，每个正方形金属块中部设有一个H型槽(7)，H型槽中间的横向段下方设有一个正方形二氧化钒薄膜块(3)，H型槽中间的横向段和正方形二氧化钒薄膜块(3)接触，每个正方形金属块和埋栅电极的接触处通过隔离二氧化钒薄膜(31)隔离，每个正方形金属块的底部通过金属条(6)相连，并最终与漏电极相连接。

2.根据权利要求1所述的一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：在高阻硅衬底(1)和二氧化钒薄膜之间加入氧化物作为绝缘层。

3.根据权利要求1所述的一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：整个器件中的埋栅电极(2)、二氧化钒薄膜以及超表面层微结构(4)均是由同一高阻硅衬底(1)通过刻蚀、掺杂、氧化、光刻的标准半导体工艺加工而成。

4.根据权利要求1所述的一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：所述高阻硅衬底(1)为本征或者高阻半导体Si材料，其电阻率≥1000Ωμm·cm。

5.根据权利要求1所述的一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：所述埋栅电极(2)是通过对高阻硅衬底(1)进行选区掺杂形成的，其导电能力强弱通过控制掺杂浓度来调节，埋栅电极(2)的最小宽度在3μm-5μm之间。

6.根据权利要求1所述的一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：所述二氧化钒薄膜厚度为20nm-80nm，绝缘相时薄膜方阻≥2000Ω/□，金属相时的薄膜方阻≤20Ω/□。

7.根据权利要求1所述的一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：二氧化钒薄膜切割工艺是利用标准干法刻蚀工艺，用光刻胶做掩膜，干法刻蚀掉多余的部分。

8.根据权利要求1所述的一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：所述超表面层微结构(4)是利用磁控溅射技术镀制金薄膜来构成，金薄膜的厚度不小于100nm。

9.根据权利要求2所述的一种低电压驱动的常开型太赫兹超表面调制器，其特征在于：在高阻硅衬底(1)和二氧化钒薄膜之间的氧化物为SiO₂或Al₂O₃或氧化铪。