專利名稱：一種基于cmos工藝的超材料制備方法和超材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超材料技術領域，尤其涉及一種基于CMOS工藝的超材料制備方法和超材料。
背景技術：
隨著雷達探測、衛(wèi)星通訊、航空航天等高新技術的快速發(fā)展，以及抗電磁干擾、隱形技術、微波暗室等研究領域的興起，微波吸收材料的研究越來越受到人們的重視。由于超材料能夠出現(xiàn)非常奇妙的電磁效應，可用于吸波材料和隱形材料等領域，成為吸波材料領域研究的熱點。超材料的性質和功能主要來自于其內部的結構，如何制備具有周期性排列的三維精細結構成為超材料制備技術的關鍵。
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物)工藝是當今半導體工藝中能實現(xiàn)可控的最小尺寸的工藝，現(xiàn)在32nm的工藝逐漸成熟,更小尺寸的工藝正在開發(fā)。同時，CMOS工藝中金屬層的使用數(shù)量也在不斷的增加，現(xiàn)在已經能夠實現(xiàn)8層的金屬連線。但是CMOS工藝仍未應用于超材料的制備過程中。

發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于CMOS工藝的超材料制備方法和超材料，能夠得到微結構可控性能更高、也更符合設計要求的超材料。為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于CMOS工藝的超材料制備方法，該方法包括在第一電介質層上形成第一金屬層；在所述第一金屬層上制作微結構；在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層；在所述第二電介質層上制作通孔；在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層；在所述第二金屬層上制作微結構；在具有微結構的第二金屬層上形成第三電介質層，獲得超材料。本發(fā)明另一實施例還提供了一種采用上述技術方案制備的超材料。上述技術方案具有以下優(yōu)點在第一金屬層上制作微結構，在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層，在第二電介質層上制作通孔，在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層，然后在第二金屬層上制作微結構，因此通過通孔將具有微結構的第一金屬層，與具有微結構的第二金屬層連接在一起，采用這種方式制備的超材料，與單層金屬制備的超材料相比，具有不同于的電磁特性，能夠實現(xiàn)更豐富、更優(yōu)越性能的超材料。

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖I是本發(fā)明實施例一提供的一種基于CMOS工藝的超材料制備方法流程圖；圖2是本發(fā)明實施例二提供的一種基于CMOS工藝的超材料制備方法流程圖；圖3是本發(fā)明實施例三提供的一種基于CMOS工藝的超材料制備方法流程圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的超材料的結構示意圖。
具體實施方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；凇け景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一、參見圖1，是本發(fā)明實施一提供的一種基于CMOS工藝的超材料制備方法流程圖，該超材料制備方法包括如下步驟SlOl :在第一電介質層上形成第一金屬層。具體的，采用物理氣相沉積的方式在第一電介質層上形成第一金屬層；或者，采用化學氣相沉積的方式在第一電介質層上形成第一金屬層。S102 :在第一金屬層上制作微結構。具體的，在第一金屬層上涂覆一層光刻膠，根據(jù)預設的微結構對光刻膠進行光刻；將光刻膠上光刻后形成的圖形采用濕法蝕刻或者干法刻蝕的方式轉移到第一金屬層上；然后去除涂覆在第一金屬層上的光刻膠，得到具有微結構的第一金屬層。S103 :在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層。具體的，可采用化學氣相沉積的方式，在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層。S104 :在第二電介質層上制作通孔。具體的，在第二電介質層上涂覆一層光刻膠，根據(jù)預設的孔的大小和形狀對光刻膠進行光刻；將光刻膠上光刻后形成的圖形轉移到第二電介質層上；去除涂覆在第二電介質層上的光刻膠，得到具有通孔的第二電介質層。S105 :在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層,該第二金屬層與第一金屬層通過通孔連接。在具體的實施過程中，可采用與SlOl相同的方式在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層，并且在形成第二金屬層的過程中，一般情況下采用與第二金屬層相同的金屬材料填充S104制作的通孔。S106 :在第二金屬層上制作微結構。具體的，可采用與S102相同的方式在第二金屬層上制作微結構。S107 :在具有微結構的第二金屬層上形成第三電介質層，獲得超材料。具體的，該形成第三電介質層的方式與S103相同。
其中，第一電介質層、第二電介質層、以及第三電介質層可以具有相同的電介質材料；或者不同的電介質材料。一般情況下，第一電介質層、第二電介質層、以及第三電介質層均采用絕緣材料，例如二氧化硅、陶瓷等。其中，第一金屬層與第二金屬層具有相同的金屬材料；或者不同的金屬材料。在具體的實施過程中，根據(jù)具體要求進行設置。本實施例中，在第一金屬層上制作微結構，在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層，在第二電介質層上制作通孔，在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層，然后在第二金屬層上制作微結構，因此通過通孔將具有微結構的第一金屬層，與具有微結構的第二金屬層連接在一起，采用這種方式制備的超材料，與單層金屬制備的超材料相比，具有不同于的電磁特性，能夠實現(xiàn)更豐富、更優(yōu)越性能的超材料。實施例二、參見圖2，是本發(fā)明實施二提供的一種基于CMOS工藝的超材料制備方法流程圖，·該超材料制備方法包括如下步驟S201 :米用蒸鍍的方式,在第一電介質層上形成第一金屬層。其中，第一電介質層的材料為絕緣材料。其中，第一金屬層的材料為銅、鋁等導電材料。其中，蒸鍍的方式為CMOS工藝中本領域技術人員公知的技術，此處不再贅述。S202 :在第一金屬層上制作微結構。具體的，在第一金屬層上涂覆一層光刻膠，根據(jù)預設的微結構對光刻膠進行光刻；將光刻膠上光刻后形成的圖形采用濕法蝕刻或者干法刻蝕的方式轉移到第一金屬層上；然后去除涂覆在第一金屬層上的光刻膠，得到具有微結構的第一金屬層。其中，濕法蝕刻和干法刻蝕的方式屬于本領域技術人員公知的技術，此書不再贅述。S203 :在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層。具體的，可采用化學氣相沉積的方式，在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層。S204 :在第二電介質層上制作通孔。具體的，在第二電介質層上涂覆一層光刻膠，根據(jù)預設的孔的大小和形狀對光刻膠進行光刻；將光刻膠上光刻后形成的圖形轉移到第二電介質層上；去除涂覆在第二電介質層上的光刻膠，得到具有通孔的第二電介質層。S205 :在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層，該第二金屬層與第一金屬層具有相同的金屬材料。在具體的實施過程中，可采用與S201相同的方式在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層，并且在形成第二金屬層的過程中，采用與第二金屬層相同的金屬材料填充S204制作的通孔。S206 :在第二金屬層上制作微結構。具體的，可采用與S202相同的方式在第二金屬層上制作微結構，此處不再贅述。S207 :在具有微結構的第二金屬層上形成第三電介質層，獲得超材料。具體的，該形成第三電介質層的方式與S203相同，此處不再贅述。
其中，第一電介質層、第二電介質層、以及第三電介質層具有相同的電介質材料；或者第一電介質層與第二電介質層具有相同的電介質材料；或者第一電介質層與第三電介質層具有相同的電介質材料；或者第二電介質層與第三電介質層具有相同的電介質材料；或者第一電介質層、第二電介質層、以及第三電介質所具有的電介質材料各不相同。一般情況下，第一電介質層、第二電介質層、以及第三電介質層均采用絕緣材料，例如二氧化硅、陶瓷等。本實施例中，采用蒸鍍的方式，在第一金屬層上制作微結構，在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層，在第二電介質層上制作通孔，在具有通孔的第二電介質層上，形成與第一金屬層具有相同金屬材料的第二金屬層，然后在第二金屬層上制作微結構，因此通過通孔將具有微結構的第一金屬層，與具有微結構的第二金屬層連接在一起，采用這種方式制備的超材料，與單層金屬制備的超材料相比，具有不同于的電磁特性，能夠實現(xiàn)更豐富、更優(yōu)越性能的超材料。實施例三、 參見圖3，是本發(fā)明實施三提供的一種基于CMOS工藝的超材料制備方法流程圖，該超材料制備方法包括如下步驟S301 :米用派射的方式,在第一電介質層上形成第一金屬層。其中，第一電介質層的材料為絕緣材料。其中，第一金屬層的材料為銅、鋁等導電材料。其中濺射的方式為CMOS工藝中本領域技術人員公知的技術，此處不再贅述。S302 :在第一金屬層上制作微結構。具體的，在第一金屬層上涂覆一層光刻膠，根據(jù)預設的微結構對光刻膠進行光刻；將光刻膠上光刻后形成的圖形采用濕法蝕刻或者干法刻蝕的方式轉移到第一金屬層上；然后去除涂覆在第一金屬層上的光刻膠，得到具有微結構的第一金屬層。其中，濕法蝕刻和干法刻蝕的方式屬于本領域技術人員公知的技術，此書不再贅述。S303 :在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層。具體的，可采用化學氣相沉積的方式，在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層。S304 :在第二電介質層上制作通孔。具體的，在第二電介質層上涂覆一層光刻膠，根據(jù)預設的孔的大小和形狀對光刻膠進行光刻；將光刻膠上光刻后形成的圖形轉移到第二電介質層上；去除涂覆在第二電介質層上的光刻膠，得到具有通孔的第二電介質層。S305 :在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層，該第二金屬層與第一金屬層具有不同的金屬材料。在具體的實施過程中，可采用與S201相同的方式在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層，并且在形成第二金屬層的過程中，采用與第二金屬層相同的金屬材料填充S204制作的通孔。S306 :在第二金屬層上制作微結構。具體的，可采用與S202相同的方式在第二金屬層上制作微結構，此處不再贅述。
S307 :在具有微結構的第二金屬層上形成第三電介質層，獲得超材料。具體的，該形成第三電介質層的方式與S203相同，此處不再贅述。其中，第一電介質層、第二電介質層、以及第三電介質層具有相同的電介質材料；或者第一電介質層與第二電介質層具有相同的電介質材料；或者第一電介質層與第三電介質層具有相同的電介質材料；或者第二電介質層與第三電介質層具有相同的電介質材料；或者第一電介質層、第二電介質層、以及第三電介質所具有的電介質材料各不相同。一般情況下，第一電介質層、第二電介質層、以及第三電介質層均采用絕緣材料，例如二氧化硅、陶瓷等。本實施例中，采用濺射的方式，在第一金屬層上制作微結構，在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層，在第二電介質層上制作通孔，在具有通孔的第二電介質層上，形成與第一金屬層具有不同金屬材料的第二金屬層，然后在第二金屬層上制作微結構，因此通過通孔將具有微結構的第一金屬層，與具有微結構的第二金屬層連接在一起，采用這 種方式制備的超材料，與單層金屬制備的超材料相比，具有不同于的電磁特性，能夠實現(xiàn)更豐富、更優(yōu)越性能的超材料。上述實施例描述了基于CMOS工藝的超材料制備方法，本發(fā)明還包括采用上述實施方式制備的超材料。參見圖4，為本發(fā)明實施例提供的超材料的結構示意圖，該超材料的結構包括 第一電介質層401 ;與第一電介質層401連接的第一金屬層402 ;具有通孔403、且與第一金屬層402連接的第二電介質層404 ;通過通孔403與第一金屬層402連接的第二金屬層405 ；以及與第二金屬層405連接的第三電介質層406。其中，第一電介質層401、與第二電介質層404、以及第三電介質層406具有相同的電介質材料，或者不同的電介質材料。其中，第一金屬層402與第二金屬層405具有相同的金屬材料,或者不同的金屬材料。其中，通孔403中填充的材料與第二金屬層405的材料相同。以上對本發(fā)明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種基于CMOS工藝的超材料制備方法，其特征在于，所述方法包括 在第一電介質層上形成第一金屬層； 在所述第一金屬層上制作微結構； 在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層； 在所述第二電介質層上制作通孔； 在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層； 在所述第二金屬層上制作微結構； 在具有微結構的第二金屬層上形成第三電介質層，獲得超材料。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述在第一電介質層上形成第一金屬層，包括 米用物理氣相沉積的方式在第一電介質層上形成第一金屬層。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述在采用物理氣相沉積的方式在第一電介質層上形成第一金屬層，包括 米用蒸鍍的方式在第一電介質層上形成第一金屬層。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述在采用物理氣相沉積的方式在第一電介質層上形成第一金屬層，包括 米用派射的方式在第一電介質層上形成第一金屬層。
5.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述在第一電介質層上形成第一金屬層，包括 米用化學氣相沉積的方式在第一電介質層上形成第一金屬層。
6.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述在所述第一金屬層上制作微結構，具體包括 在所述第一金屬層上涂覆一層光刻膠，根據(jù)預設的微結構對所述光刻膠進行光刻； 將光刻膠上光刻后形成的圖形轉移到所述第一金屬層上； 去除涂覆在所述第一金屬層上的光刻膠，得到具有微結構的第一金屬層。
7.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述在所述第二電介質層上制作通孔，具體包括 在所述第二電介質層上涂覆一層光刻膠，根據(jù)預設的孔的大小和形狀對所述光刻膠進行光刻； 將光刻膠上光刻后形成的圖形轉移到所述第二電介質層上； 去除涂覆在所述第二電介質層上的光刻膠，得到具有通孔的第二電介質層。
8.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述在所述第二電介質層上制作通孔，進一步包括 在所述通孔中填充與所述第二金屬層相同的金屬材料。
9.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一電介質層、所述第二電介質層、以及所述第三電介質層具有相同的電介質材料；或者不同的電介質材料。
10.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一金屬層與所述第二金屬層具有相同的金屬材料；或者不同的金屬材料。
11.一種超材料，其特征在于，包括采用權利要求I至10任意一項所述的方法制備的超材料。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種基于CMOS工藝的超材料制備方法，該方法包括在第一電介質層上形成第一金屬層；在第一金屬層上制作微結構；在具有微結構的第一金屬層上形成第二電介質層；在第二電介質層上制作通孔；在具有通孔的第二電介質層上形成第二金屬層；在第二金屬層上制作微結構；在具有微結構的第二金屬層上形成第三電介質層，獲得超材料。本發(fā)明實施例還提供了一種超材料。以得到微結構可控性能更高、也更符合設計要求的超材料。以實現(xiàn)具有更豐富電磁特性的超材料。
文檔編號H01Q15/00GK102891369SQ20111012097
公開日2013年1月23日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權日2011年5月11日
發(fā)明者劉若鵬, 楊宗榮, 趙治亞, 繆錫根 申請人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司