【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波开关器件，具体涉及一种基于蛇形加热层结构的微波相变开关。
技术介绍
1、近年来，基于相变材料的射频开关引起了人们的广泛关注，与使用固态或基于mems技术的现有射频开关相比，其具有响应速度快、功耗低、耐久性好等优点。基于gete的相变开关已经证明了可以通过实现高效，非易失性存储器和可重构电路来彻底改变电子器件性能的潜力。
2、薄膜相变材料微波开关主要利用材料在晶态与非晶态之间巨大的电阻率变化。例如，gete在非晶态时具有很高的电阻率，在晶态时有很低的电阻率，电阻率的变化值达到四到五个数量级。当薄膜处于高阻态时，可以将射频信号隔离，使其反射回输入端，无法继续传输，开关处于断开状态。当薄膜处于低阻态时，射频信号可以顺利通过相变薄膜，开关处于导通状态。
3、相变开关关断时间长、循环次数少是目前相变开关研究需要解决的难点，该问题出现的主要原因是相变开关加热层散热过慢，进而导致相变层散热慢，造成相变层烧毁或晶化不完全，使得相变开关循环次数下降。目前，相变开关的结构多为四端口间接加热结构，由衬底、衬底隔离层、加热层、加热隔离层、相变层和射频传输层六层结构组成，加热层为一片式结构。但是，一片式的加热层在相变开关开启关闭过程中不利于其散热，而较差的散热会直接影响相变开关的关闭速度以及使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对
技术介绍
提到的现有相变开关相变层受热不均匀和加热层散热慢的问题，提出了一种基于蛇形加热层结构的微波相变开关。本专利技术微波
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于蛇形加热层结构的微波相变开关，包括自下而上依次设置的衬底、衬底隔离层、蛇形加热层、加热隔离层、相变层和射频传输层；其中，蛇形加热层包括两个矩形区域、以及连接两个矩形区域的蛇形线，蛇形加热层关于衬底长度和宽度方向上的中线轴对称；射频传输层的传输方向与蛇形线的传输方向垂直。
4、进一步的，所述蛇形线的长度根据相变层的长度进行设计，蛇形线的线宽根据相变层的宽度进行调整。
5、进一步的，所述衬底为碳化硅、硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、氮化铝、石英、锗、磷化铟或玻璃等，厚度为500～550μm。
6、进一步的，所述衬底隔离层为氮化硅、二氧化硅、氮化铝或氧化铝等电学绝缘材料，厚度为100～150nm。
7、进一步的，所述蛇形加热层为钨、镍铬、镍铬硅或钛钨等加热电阻金属材料，厚度为100～150nm。
8、进一步的，所述加热隔离层为氮化硅、二氧化硅、氮化铝或氧化铝等电学绝缘材料，厚度为50～80nm。
9、进一步的，所述相变层为碲化锗、碲化锗锑或碲化锗硒等硫系化合物，厚度为200～300nm。
10、进一步的，所述射频传输层为au/w、pt/nicr等金属材料，厚度为200～300nm。
11、一种基于蛇形加热层结构的微波相变开关的制备方法，包括以下步骤：
12、步骤1、依次采用丙酮、乙醇和去离子水清洗衬底，清洗后的衬底吹干后，放入等离子清洗机清洗；
13、步骤2、采用pecvd在步骤1清洗后的衬底上沉积厚度为100～150nm的衬底隔离层；
14、步骤3、采用溅射工艺在衬底隔离层上形成厚度为100～150nm的加热层，然后采用正胶进行图形化掩膜、30％浓度双氧水湿法刻蚀，最后依次采用丙酮、乙醇、去离子水清洗掉光刻胶，得到蛇形加热层；
15、步骤4、采用pecvd在步骤3得到的蛇形加热层上沉积厚度为50～80nm的加热隔离层，然后采用正胶进行图形化掩膜、反应离子刻蚀，最后依次采用丙酮、乙醇、去离子水清洗掉光刻胶，得到加热隔离层；
16、步骤5、在加热隔离层表面进行光刻图形化后，磁控溅射厚度为200～300nm的相变层，采用丙酮浸泡剥离，再用乙醇和去离子水清洗表面，得到的结构在400～450℃下退火30min，完成相变层的制作；
17、步骤6、在相变层表面进行光刻图形化后，磁控溅射厚度为200～300nm的射频传输层，采用丙酮浸泡剥离，再用乙醇和去离子水清洗表面，得到的结构在400～450℃下退火30min，完成射频传输层的制作，即可得到所述微波相变开关。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
19、本专利技术提供的一种基于蛇形加热层结构的微波相变开关，将加热层设计为蛇形结构，该结构能使加热层的升温速度更加均匀，同时有效提升了加热层的散热速率，实现了相变层的快速降温，进而同时实现了降低相变开关的关闭时间和增加相变开关的循环次数的效果。
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1.一种基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底、衬底隔离层、蛇形加热层、加热隔离层、相变层和射频传输层；其中，蛇形加热层包括两个矩形区域、以及连接两个矩形区域的蛇形线，蛇形加热层关于衬底长度和宽度方向上的中线轴对称；射频传输层的传输方向与蛇形线的传输方向垂直。
2.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，所述蛇形线的长度根据相变层的长度进行设计，蛇形线的线宽根据相变层的宽度进行调整。
3.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，所述衬底为碳化硅、硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、氮化铝、石英、锗、磷化铟或玻璃，厚度为500～550μm。
4.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，所述衬底隔离层为电学绝缘材料，厚度为100～150nm。
5.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，所述蛇形加热层为加热电阻金属材料，厚度为100～150nm。
6.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相
7.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，所述相变层为碲化锗、碲化锗锑或碲化锗硒，厚度为200～300nm。
8.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，所述射频传输层为Au/W或Pt/NiCr，厚度为200～300nm。
9.一种基于蛇形加热层结构的微波相变开关的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底、衬底隔离层、蛇形加热层、加热隔离层、相变层和射频传输层；其中，蛇形加热层包括两个矩形区域、以及连接两个矩形区域的蛇形线，蛇形加热层关于衬底长度和宽度方向上的中线轴对称；射频传输层的传输方向与蛇形线的传输方向垂直。
2.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，所述蛇形线的长度根据相变层的长度进行设计，蛇形线的线宽根据相变层的宽度进行调整。
3.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，所述衬底为碳化硅、硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、氮化铝、石英、锗、磷化铟或玻璃，厚度为500～550μm。
4.根据权利要求1所述的基于蛇形加热层结构的微波相变开关，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：高莉彬，丁瑶，孙延龙，陈宏伟，张继华，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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