25-30 GHz Frekans Bandı için SUEX Kuru Film Fotoresist Malzeme Karakterizasyonu

Abstract

Günümüzde mobil, multimedya ve haberleşme uygulamalarının geliştirilmesiyle birlikte yüksek oranda veri iletim hızına, yüksek bant genişliğine ve düşük gecikmeli sistemlere olan talep gün geçtikçe artma eğilimindedir. Bu teknolojiler hızla gelişirken, mikrodalga frekans bandının günümüz teknolojisindeki bu talepleri karşılayamadığı ortaya çıkmıştır. Bu taleplere cevap olarak bilim adamları beşinci nesil (5G) haberleşme sistemlerini geliştirmek için çalışmalar yapmışlardır. 5G haberleşme sistemleri ile önceki nesil haberleşme sistemleri arasındaki en temel farklardan biri taşıyıcı frekans banlarının milimetre dalga frekans bölgesinden (30 GHz-300 GHz) seçilmesidir. Taşıma frekans bandının milimetre frekans bantlarında seçilmesi bant genişliğini artırarak yüksek hızda veri iletimine olanak sağlar ve haberleşme sistemlerinin kapasite problemini ortadan kaldırmayı hedefler. Milimetre dalga frekans bandında yapılan çalışmalar incelendiğinde hava ve otomotiv radar alanında çeşitli çalışmaların yapıldığı görülmektedir. Ayrıca yüksek çözünürlüklü görüntü elde etmek için de milimetre dalga frekans bandının kullanıldığı çalışmalar da karşımıza çıkmaktadır. Bunlara ek olarak alıcı-verici, sensör, drone gibi farklı alanlarda da çeşitli çalışmaların yapıldığı raporlanmıştır. Bu çalışmalardaki frekans spektrumlarının belirlenmesindeki en önemli temel faktörlerden biri havanın elektromanyetik dalgayı sönümleme miktarı olmuştur. Yapılan çalışmalara göre 5G haberleşme sistemleri için en uygun milimetre dalga frekans bantlarının 28 GHz, 38 GHz ve 64 GHz-71 GHz olduğu belirlenmiştir. Verilen bu frekans bantlarında yapılan çalışmalar incelendiğinde ise özellikle bu frekans bantları için tasarlanmış aktif ve pasif RF devrelerin tasarlandığı ve üretildiği görülmektedir. Bu çalışmalarda pasif devrelerin üretilmesinde geleneksel üretim teknikleri baskı devre yöntemi ve yüksek sıcaklıkta seramik gibi üretim teknolojileri kullanılmasına rağmen bu teknolojiler bilim adamları tarafından yeterli olarak görülmemektedir. Bu durumların önüne geçmek, yüksek hassasiyet ve düşük kayıplı yapılarının üretilmesi için litografi tekniği ile üretim teknolojisi bilim adamları tarafından önerilmiştir. Bu teknoloji ile mikro ve nano boyutta elektromekanik sistemler algılayıcı, anten vb. birçok çalışma literatürde bulunmaktadır. Bu yapılan çalışmalarda sabit bir alt taş üzerine malzeme olarak sıvı dielektrik fotoresist (AZ-P4620, SU-8) kullanıldığı görülmektedir. Sıvıların kaplama yönteminde (spin coating) meydana gelen düzensiz dağılımlar, zaman alan üretim süreci ve zehirli olmaları bu teknolojinin olumsuz yönleri olarak gösterilmiştir. Bu durumun önüne geçmek için ise kısmen yeni bir teknoloji olan kuru film dielektrik fotoresistler kullanılmaya başlanmıştır. Bu bakımdan, bu projede 25-30 GHz frekans bandında SUEX kuru film fotoresistin milimetre dalga boyu frekans bölgesinde malzeme karakterizasyon çalışmasının literatürde ilk kez gerçekleştirilmesi amaçlanmaktadır. Ayrıca SUEX tabanlı eş düzlemsel dalga kılavuzu tasarımı yapılarak malzemenin performans verileri literatürde ilk kez elde edilecektir.