MEMS技术在THz无源器件中的应用.pdf

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1、2011年第3O卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)5MEMS技术在THz无源器件中的应用赵兴海，鲍景富，杜亦佳。，高杨，郑英彬(1．中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳621900；2．电子科技大学，四川成都611731)摘要：太赫兹技术将在未来高精度频谱探测技术、高分辨率成像和高性能通讯等应用前景良好。太赫兹技术处于电子学与光子学领域的交叉颚域，太赫兹器件的尺寸在数十微米到毫米量级，传统的机械加工技术很难达到加工精度要求，甚至无法加工。MEMS技术在太赫

2、兹器件的加工方面具有巨大的优势。总结了目前采用DRIE，LIGA等工艺加工太赫兹器件的研究现状，包括太赫兹传输波导器件、太赫兹传输线器件、慢波结构和特种复合结构的加工。分析了MEMS加工工艺的优缺点和在太赫兹器件加工中的应用前景。关键词：太赫兹器件；微机电系统；LIGA；深反应离子刻蚀中图分类号：0451；TN432文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)07-0005-05ApplicationofMEMStechnologyinpassiveTHz—devicesZHAOXing—hai，BAOJing．f

3、u。，DUYi．jia。，GAOYang，ZHENGYing—bin(1．InstituteofElectronicEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China；2．UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China)Abstract：Theprimaryapplicationsforterahe~z(THz)technologyhaveSOfarbee

4、nhighprecisionspectrumdetectiontechnology，superresolutionimaging，andhighperformancecommunicationeta1．THzregionlocatesontheborderbetweenfar—IRandsubmillimeterwhichiSstillratherblurry．ThedimensionofTHzdevicesiSfromseveraltenmicrometerstoseveralmillimeterswhicharedifi

5、cultorhardtofabricatebythetraditionalmachiningtechnology．MEMStechnologyhasmanyadvantagestofabricatethesedevices．AnoverviewofrecentprogressintheresearchanddevelopmentofMEMSantennas，transmissionlines，waveguidesstructures。andslowwavestructuresandmetamaterialdevicesbas

6、edonDRIE．LIGAtechnologiesforterahertzfrequenciesiSpresented．TheadvantagesanddisadvantagesofMEMStechnologyandapplicationsinTHzdevicesfabricationareanalyzed．Keywords：THzdevices；MEMS；LIGA；DRIE0引言根据麦克斯韦方程组的解，波长越短，相关的射频器件太赫兹(terahertz，THz)波在电磁波谱中位于0．1～(波导、滤波器、天线等)尺寸规格越小

7、。并且由于趋肤效10THz的频段，对应于电磁波长为0．03-3mm，处=F电子学应和相关的射频损耗对器件的内部表面粗糙度提出了很苛与光子学的“空白”地带。THz波具有一系列特殊的特性，刻的要求。采用目前的传统加工制造工艺很难实现。一种如量子能量低，不会对物质产生破坏作用；信噪比很高、频加工方法是基于铣磨抛的传统机械加工工艺，很难加工如带宽，几乎覆盖了各种凝聚态物质和生物大分子在内的转此小的紧密器件，加工误差较大；另一种方法是微电子和超动和集体振动频率；能够穿透非金属和非极性材料。THz大规模集成电路制造技术，但很难制造尺度为

8、几百微米的技术在地球物理和天文空间遥感有着重要的应用价值，大三维结构。新的THz频段准光学器件和波导器件的发展约50％的宇宙空间光子能量、大量星际分子的特征谱线都已经受到严重制约。基于硅基的微加工技术的出现，为在THz频段，低噪声THz接收机可以获得来自地球与外太THz器件的设计和加工带来