一种三维电磁超材料及其构造方法技术

本发明专利技术涉及电磁超材料技术领域，提出一种三维电磁超材料及其构造方法。所述三维电磁超材料包括：基板；以及电磁超材料单元，其包括：第一和第二平面单元，所述第一和第二平面单元分别布置于所述基板的第一面和第二面上；以及纵向单元，其布置于所述基板内，其中所述纵向单元将所述第一平面单元与所述第二平面单元连接。连接。连接。

【技术实现步骤摘要】
一种三维电磁超材料及其构造方法


[0001]本专利技术总的来说涉及电磁超材料
具体而言，本专利技术涉及一种三维电磁超材料及其构造方法。

技术介绍

[0002]超材料是一种由周期性结构单元组成的人工材料，其可以获得在自然界中不常见的特性。近年来，电磁超材料因其具有独特的多普勒效应、反向瓦维洛夫
‑
切伦科夫辐射、负折射率、负磁导率负折射率等特性而受到广泛关注。与通常的电磁性材料不同，电磁超材料可以同时具有负介电常数或负磁导率，并且可以服从左手定则。由于电磁超材料奇异的电磁特性，电磁超材料也被称为双负材料或者左手材料。
[0003]目前三维电磁超材料通常采用PCB工艺进行制备或者采用机械结构的方式制备，其尺寸和体积较大，通常为毫米量级，因此使用环境受限。然而在射频微系统或者精密光学仪器等的内部都需要小尺寸，也就是说微米量级的电磁超材料。虽然通过电镀等工艺可以实现微米乃至纳米量级的电磁超材料的构造，但这些工艺通常是平面工艺，因此只能构造二位平面的电磁超材料。

技术实现思路

[0004]为至少部分解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出一种三维电磁超材料，包括
[0005]基板；以及
[0006]电磁超材料单元，其包括：
[0007]第一和第二平面单元，所述第一和第二平面单元分别布置于所
[0008]述基板的第一面和第二面上；以及
[0009]纵向单元，其布置于所述基板内，其中所述纵向单元将所述第一平面单元与所述第二平面单元连接。
>[0010]在本专利技术一个实施例中规定，所述三维电磁超材料包括多个电磁超材料单元，其中多个所述电磁超材料单元在所述基板上循环重复布置。
[0011]在本专利技术一个实施例中规定，所述三维电磁超材料包括介质单元，其布置于所述第一面和第二面上，其中所述介质单元将多个所述电磁超材料单元相互连接。
[0012]在本专利技术一个实施例中规定，所述第一和第二平面单元以及所述纵向单元的尺寸为大于等于1μm并且小于100μm。
[0013]在本专利技术一个实施例中规定，所述基板为硅基板。
[0014]在本专利技术一个实施例中规定，所述第一和第二平面单元为通过重布线层方法构造。
[0015]在本专利技术一个实施例中规定，所述纵向单元为通过硅通孔方法构造。
[0016]本专利技术还提出一种构造所述三维电磁超材料的方法，其特征在于，包括下列步骤：
[0017]在基板的第一面和第二面上分别通过重布线层方法构造所述第一和第二平面单
元；以及
[0018]在所述基板内的通过硅通孔方法构造纵向单元以将所述第一平面单元与所述第二平面单元连接。
[0019]本专利技术还提出一种射频微系统，其具有所述三维电磁超材料，其中所述射频微系统通过所述三维电磁超材料调控电磁场。
[0020]在本专利技术一个实施例中规定，所述射频微系统通过配置所述三维电磁超材料的第一和第二平面单元的形状和尺寸和\或通过配置所述纵向单元的尺寸以配置所述三维电磁超材料调控电磁场的频率和带宽。
[0021]本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术创造性地使用利用硅通孔方法(TSV)和重布线层方法(RDL)构造制备电磁超材料，其中利用通孔方法(TSV)构造电磁超材料垂直方向的部分，利用重布线层方法(RDL)构造电磁超材料水平方向的部分。由于所述硅通孔方法(TSV)和重布线层方法(RDL)均可实现微米量级的部件构造，因此可以结合上述两种方法实现三维空间的微米量级的电磁超材料的构造。
附图说明
[0022]为进一步阐明本专利技术的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0023]图1示出了本专利技术一个实施例中三维电磁超材料的结构示意图。
[0024]图2示出了本专利技术一个实施例中三维电磁超材料的平面示意图。
[0025]图3示出了本专利技术一个实施例中电磁超材料单元的示意图。
[0026]图4A
‑
B示出了本专利技术一个实施例中三维电磁超材料的等效电路示意图。
[0027]图5示出了本专利技术一个实施例中三维电磁超材料的等效介电常数或磁导率典型曲线示意图。
具体实施方式
[0028]应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
[0029]在本专利技术中，除非特别指出，“布置在
…
上”、“布置在
…
上方”以及“布置在
…
之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在
…
上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在
…
下或下方”，反之亦然。
[0030]在本专利技术中，各实施例仅仅旨在说明本专利技术的方案，而不应被理解为限制性的。
[0031]在本专利技术中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
[0032]在此还应当指出，在本专利技术的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本专利技术的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本专利技术的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的
特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。
[0033]在此还应当指出，在本专利技术的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本专利技术中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
[0034]另外，本专利技术的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。
[0035]本专利技术中，术语“尺寸”是指部件的长度、宽度、高度或者厚度。
[0036]下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本专利技术。
[0037]图1示出了本专利技术一个实施例中三维电磁超材料的结构示意图。如图1所示，所述三维电磁超材料可以包括基板101、电磁超材料单元102、介质单元106。
[0038]所述基板101可以是硅基板。
[0039]所述电磁超材料单元102可以包括第一平面单元103、第二平面单元104以及纵向单元105。所述第一平面单元103和所述第二平面单元104分别布置于所述基板101的第一面和第二面上，所述纵向单元105可以布置于所述基板101内，其中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维电磁超材料，其特征在于，包括：基板；以及电磁超材料单元，其包括：第一和第二平面单元，所述第一和第二平面单元分别布置于所述基板的第一面和第二面上；以及纵向单元，其布置于所述基板内，其中所述纵向单元将所述第一平面单元与所述第二平面单元连接。2.根据权利要求1所述的三维电磁超材料，其特征在于，包括多个电磁超材料单元，其中多个所述电磁超材料单元在所述基板上循环重复布置。3.根据权利要求2所述的三维电磁超材料，其特征在于，包括介质单元，其布置于所述第一面和第二面上，其中所述介质单元将多个所述电磁超材料单元相互连接。4.根据权利要求1所述的三维电磁超材料，其特征在于，所述第一和第二平面单元以及所述纵向单元的尺寸为大于等于1μm并且小于100μm。5.根据权利要求1所述的三维电磁超材料，其特征在于，所述基板为硅基板。6.根据权利要求1所述的三维电磁超材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：安慧林，李君，周云燕，张文雯，元健，
申请(专利权)人：上海先方半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：