本发明属于半导体器件，具体涉及一种集成式微波探测器件及其制作方法。
背景技术：
1、随着电子设备不断向微型化、小型化发展，通讯组件的体积与功耗也在不断降低。微波探测器是通过将交流信号转化为直流信号，进行微波信号探测的一种整流器件。在电子通信系统中，往往需要探测微波信号的强弱或有无作为系统能否正常工作的标准。例如，微波通信系统中通常会对接收信号的强度进行测量，以调整自动增益控制电路，便于从接收器持续获取需要的输出信号。因此微波探测器构成了信号幅度测量系统的核心。同时，微波二极管在无线充电等能量收集领域也有着重要的意义。
2、现有的基于磁性隧道结的自旋矩微波二极管，具有优异的探测灵敏度与探测带宽，以及纳米级的尺寸，可以大大提高通讯系统的集成度，并用于小功率的无限能量收集系统。基于磁性隧道结的自旋矩微波二极管有望在微波雷达、微波探测、无线充电、智能传感等领域得到大规模应用，已逐渐成为当前微波元器件的研究热点。
3、然而，现有的纳米尺度微波探测器件，不管是传统的肖特基二极管还是新兴的磁性隧道结，都难以直接处理电磁波形态的微波信号，仍然需要连接传统的微波天线以发挥作用。由于物理规律的限制，微波天线的尺寸难以显著缩小，这也导致目前的微波通信系统越来越难以满足新一代微波系统对高集成、低功耗的要求。
4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种集成式微波探测器件及其制作方法，其能够在不依赖微波天线的情况下直接处理环境中的电磁波信号，进行信号探测或能量收集，当其被集成进cmos系统中，能显著降低微波系统的体积与成本。
2、为了实现上述目的，本发明一具体实施例提供了一种集成式微波探测器件，包括一支撑层、集成于所述支撑层表面的磁电天线和磁性隧道结；
3、所述支撑层的表面形成有第一区域和第二区域，所述支撑层背离所述磁电天线和磁性隧道结的一侧形成有声波反射结构；
4、所述磁电天线位于所述第一区域内，所述磁电天线包括依次层叠设置于所述支撑层表面的底电极层，压电层以及磁致伸缩层；
5、所述磁性隧道结位于所述第二区域内，所述磁性隧道结包括沿远离所述支撑层方向依次层叠设置的磁性钉扎层、势垒层和磁性自由层；
6、所述磁性隧道结与所述磁电天线之间电连接。
7、在本发明的一个或多个实施例中，所述集成式微波探测器件还包括：
8、第一电极，所述磁性隧道结的磁性钉扎层和所述磁电天线的磁致伸缩层之间通过所述第一电极进行电连接；
9、第二电极，所述磁性隧道结的磁性自由层与所述磁电天线的底电极层之间通过所述第二电极进行电连接；
10、所述第一电极和所述第二电极形成共面波导结构。
11、在本发明的一个或多个实施例中，所述磁性隧道结与所述支撑层之间还设置有支撑结构，所述支撑结构包括沿远离所述支撑层方向依次层叠设置的底电极层，压电层，磁致伸缩层和第一绝缘层。
12、在本发明的一个或多个实施例中，所述支撑层的材料包括aln、sic、si3n4、sio2中的一种或多种组合。
13、在本发明的一个或多个实施例中，所述底电极层的材料包括mo、pt、al、w、ta、ti中的一种或多种组合。
14、在本发明的一个或多个实施例中，所述压电层的材料包括aln、alscn、zno、锆钛酸铅、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂和钽酸锂中的一种或多种组合。
15、在本发明的一个或多个实施例中，所述磁致伸缩层的材料包括fega、fegab、fegab/al2o3、fega/nife、fegac、fegan中的一种或多种组合。
16、在本发明的一个或多个实施例中，所述第一电极和/或所述第二电极和/或所述连接电极的材料包括cr/au、ni/au、ti/au的一种或多种组合。
17、在本发明的一个或多个实施例中，所述磁性自由层的材料包括cofeb、ta、ru、co、cofe、feb、pt、cu、cun、ti、tin中的一种或多种组合。
18、在本发明的一个或多个实施例中，所述势垒层的材料包括mgo、al2o3中的一种或多种组合。
19、在本发明的一个或多个实施例中，所述磁性钉扎层的材料包括ta、ru、irmn、cofe、cofeb中的一种或多种组合。
20、在本发明的一个或多个实施例中，所述声波反射结构包括具有空气腔的衬底，所述衬底形成在所述支撑层背离所述磁电天线和磁性隧道结的一侧，所述空气腔沿厚度方向贯穿所述衬底且所述空气腔位于所述第一区域覆盖区内。
21、在本发明的一个或多个实施例中，所述声波反射结构包括具有凹槽的衬底，所述衬底形成在所述支撑层背离所述磁电天线和磁性隧道结的一侧，所述凹槽形成于所述衬底靠近所述支撑层一侧。
22、在本发明的一个或多个实施例中，所述声波反射结构包括具有布拉格反射层的衬底，所述衬底形成在所述支撑层背离所述磁电天线和磁性隧道结的一侧，所述布拉格反射层形成于所述衬底靠近所述支撑层一侧，所述布拉格反射层包括交替层叠设置的高声阻抗声波反射薄膜层和低声阻抗声波反射薄膜层。
23、在本发明的一个或多个实施例中，所述衬底的材料包括si、sic、sapphire或soi，所述衬底的厚度为20μm～800μm。
24、在本发明的一个或多个实施例中，所述磁电天线的表面、所述磁性隧道结的表面、所述磁电天线和磁性隧道结之间均设置有第二绝缘层。
25、本发明一具体实施例提供了一种集成式微波探测器件的制作方法，包括：
26、提供衬底，在衬底表面形成支撑层；
27、在支撑层表面依次层叠形成底电极层、压电层、磁致伸缩层、第一绝缘层、磁性钉扎层、势垒层以及磁性自由层；
28、自磁性自由层表面向下进行图形化刻蚀至暴露支撑层，形成彼此间隔设置的第一台面结构和第二台面结构；
29、去除第一台面结构的磁性自由层、势垒层、磁性钉扎层以及第一绝缘层；
30、图形化刻蚀第二台面结构的磁性自由层、势垒层和磁性钉扎层，至暴露出第一绝缘层；
31、图形化刻蚀第二台面结构的磁性自由层和势垒层至部分暴露出磁性钉扎层；
32、在支撑层、第一台面结构、第二台面结构表面沉积第二绝缘层以隔离第一台面结构和第二台面结构；
33、刻蚀第二绝缘层以暴露出第一台面结构的部分磁致伸缩层和部分底电极层、第二台面结构的部分磁性自由层和部分磁性钉扎层；
34、形成由第一电极和第二电极构成的共面波导结构，所述第一电极电连接所述第二台面结构的磁性钉扎层和所述第一台面结构的磁致伸缩层，所述第二电极电连接所述第二台面结构的磁性自由层和所述第一台面结构的底电极层；
35、形成声波反射结构。
36、在本发明的一个或多个实施例中，在支撑层表面依次层叠形成底电极层、压电层、磁致伸缩层、第一绝缘层、磁性钉扎层、势垒层以及磁性自由层，包括：
37、在支撑层表面依次层叠形成底电极层、压电层、磁致伸缩层、第一绝缘层；
38、对第一绝缘层进行抛光处理，以使所述第一绝缘层的表面粗糙度小于0.3nm；
39、在第一绝缘层表面依次层叠形成磁性钉扎层、势垒层以及磁性自由层。
40、在本发明的一个或多个实施例中，自磁性自由层表面向下进行图形化刻蚀至暴露支撑层，包括：
41、采用离子束刻蚀技术自磁性自由层表面向下进行图形化刻蚀至暴露压电层；
42、采用感应耦合等离子刻蚀技术对压电层进行相同的图形化刻蚀至暴露底电极层；
43、采用离子束刻蚀技术或感应耦合等离子刻蚀技术部分刻蚀底电极层至暴露出支撑层。
44、在本发明的一个或多个实施例中，形成声波反射结构，包括：
45、减薄所述衬底，对衬底远离支撑层的一侧进行图形化刻蚀并暴露出支撑层，形成空气腔；或，
46、在衬底上形成支撑层的步骤之前，先对衬底进行图形化刻蚀，形成凹槽，并在凹槽内形成填充层，所述填充层表面与衬底表面齐平，所述支撑层沉积于衬底和填充层表面，在形成第一电极和第二电极之后，对所述填充层进行腐蚀或刻蚀，释放所述凹槽；或，
47、在衬底上形成支撑层的步骤之前，先对衬底进行图形化刻蚀，形成凹槽，在所述凹槽内依次交替沉积高声阻抗声波反射薄膜层和低声阻抗声波反射薄膜层以形成布拉格反射层，所述支撑层沉积于衬底和布拉格反射层表面。
48、与现有技术相比，本发明的集成式微波探测器件及其制作方法，将磁电天线与磁性隧道结进行片上集成整合，一方面使得两个结构实现了高度集成，免去了信号接收模块与整流探测模块之间的信号传递衰减；另一方面使得片上的集成微纳器件可以直接探测或收集环境中的电磁波信号，在提高微波系统集成度的同时，摆脱了对大尺寸传统天线的依赖。
49、本发明的集成式微波探测器件，是一种无需外部天线、微型化、低功耗、高度集成的微波探测器件；器件面积可以小于1mm2；可以在不依赖传统天线的情况下直接处理环境中的电磁波信号，进行信号探测或能量收集；可以被集成进cmos系统中，显著降低微波系统的体积与成本。
50、本发明的集成式微波探测器件及其制作方法，可以确保器件本身以及两个结构之间的绝缘，并保证器件的一致性，为以后无线微波探测阵列的制作提供了良好的基础。
51、本发明的集成式微波探测器件及其制作方法，可应用于室内低功率无线传感设备供能、环境射频能量的再利用、能量的远程微波传输等领域。
1.一种集成式微波探测器件，其特征在于，包括一支撑层、集成于所述支撑层表面的磁电天线和磁性隧道结；
2.根据权利要求1所述的集成式微波探测器件，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的集成式微波探测器件，其特征在于，所述磁性隧道结与所述支撑层之间还设置有支撑结构，所述支撑结构包括沿远离所述支撑层方向依次层叠设置的底电极层，压电层，磁致伸缩层和第一绝缘层。
4.根据权利要求2所述的集成式微波探测器件，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的集成式微波探测器件，其特征在于，所述声波反射结构包括具有空气腔的衬底，所述衬底形成在所述支撑层背离所述磁电天线和磁性隧道结的一侧，所述空气腔沿厚度方向贯穿所述衬底且所述空气腔位于所述第一区域覆盖区内；或，
6.根据权利要求5所述的集成式微波探测器件，其特征在于，所述衬底的材料包括si、sic、sapphire或soi，所述衬底的厚度为20μm～800μm。
7.根据权利要求1所述的集成式微波探测器件，其特征在于，所述磁电天线的表面、所述磁性隧道结的表面、所述磁电天线和磁性隧道结之间均设置有第二绝缘层。
8.一种集成式微波探测器件的制作方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的集成式微波探测器件的制作方法，其特征在于，在支撑层表面依次层叠形成底电极层、压电层、磁致伸缩层、第一绝缘层、磁性钉扎层、势垒层以及磁性自由层，包括：
10.根据权利要求8所述的集成式微波探测器件的制作方法，其特征在于，形成声波反射结构，包括：
