專利名稱：三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出了三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器及制備方法，屬于微電子機械系統(tǒng)(MEMS)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在微波技術(shù)研究中，微波功率是表征微波信號特征的一個重要參數(shù)。在微波信號的產(chǎn)生、傳輸及接收等各個環(huán)節(jié)的研究中，微波功率的測量是必不可少的，它已成為電磁測量的重要組成部分。近年來，隨著MEMS技術(shù)的快速發(fā)展，國外提出了基于熱電偶的終端式微波功率傳感器，其工作原理為利用終端匹配電阻吸收輸入待測的微波功率而產(chǎn)生熱，并通過放置終端匹配電阻附近的熱電堆探測該匹配電阻附近的溫差，并將之轉(zhuǎn)化為熱電勢輸出，實現(xiàn)微波功率的測量。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能較優(yōu)良，且與硅或砷化鎵微機械加工工藝兼容等優(yōu)點。本發(fā)明即為基于此工作原理的微波功率傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種基于MEMS技術(shù)的三通道懸臂梁間接式微波功率傳感器及制備方法，通過把三個主線共面波導(dǎo)(CPW)相互之間呈120°的角放置，在每個主線CPW的輸出端連接兩個終端匹配電阻，每個終端匹配電阻附近有一個熱電偶，將這三對熱電偶相互之間也同樣呈120°的角放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，從而實現(xiàn)三通道微波功率的測量；同時在每個主線CPW信號線上橫跨一個MEMS懸臂梁，其懸臂梁下方有絕緣介質(zhì)層，MEMS懸臂梁的一端未被固定而另一端通過固定在錨區(qū)上與副線CPW信號線相連接，在這副線CPW另一端也連接兩個終端匹配電阻，在這兩個終端匹配電阻附近有一個熱電堆，從而能夠檢測其中哪些通道輸入了微波功率及其微波功率大小的比例。技術(shù)方案本發(fā)明的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器，包括砷化鎵 (GaAs)襯底、CPW、三個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)層、熱電堆、終端匹配電阻、一個金屬散熱片、空氣橋以及MEMS襯底膜結(jié)構(gòu)所述CPW包括主線CPW和副線CPW ；所述MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)包括MEMS懸臂梁和錨區(qū)；所述熱電堆包括一個由六個熱電偶構(gòu)成三對熱電偶而組成的熱電堆、六個位于副線CPW連接的終端匹配電阻附近的熱電堆、輸出壓焊塊和連接線。所述CPW用于實現(xiàn)微波信號的傳輸，以及測試儀器、MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)和終端匹配電阻的電路連接。CPW是由CPW的信號線和地線組成。一般副線CPW信號線的輸入端部分和相應(yīng)的主線CPW信號線成垂直關(guān)系。所述三個MEMS懸臂梁分別橫跨在對稱放置的三個主線CPW信號線上，這三個MEMS 懸臂梁相互之間呈120°的角，MEMS懸臂梁的一端未被固定而另一端固定在錨區(qū)上，所述錨區(qū)通過副線CPW信號線與兩個終端匹配電阻相連接，所述MEMS懸臂梁下方設(shè)有絕緣介質(zhì)層。被副線CPW信號線隔開的CPW地線通過空氣橋連接，其空氣橋下方的副線CPW信號線被聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層覆蓋。所述終端匹配電阻被連接到主副線CPW的輸出端，完全吸收由主副線CPW輸入端傳輸?shù)奈⒉üβ剩⑥D(zhuǎn)換為熱量。所述熱電堆是由熱電偶串聯(lián)連接而組成的，每個熱電偶靠近終端匹配電阻，但不與該終端匹配電阻連接；熱電堆靠近終端電阻的一端吸收到這種熱量，并引起這端溫度的升高，即為熱電堆的熱端，然而熱電堆的另一端的溫度被作為環(huán)境溫度，即為熱電堆的冷端，由于熱電堆熱冷兩端溫度的不同，根據(jù)Seebeck效應(yīng)，在熱電堆的輸出壓焊塊上產(chǎn)生熱電勢的輸出。所述金屬散熱片被由六個熱電偶構(gòu)成三對熱電偶而組成的熱電堆的冷端環(huán)繞，用于維持該熱電堆的冷端溫度為環(huán)境溫度，從而提高該熱電堆熱冷兩端的溫差。所述連接線用于熱電偶之間以及熱電堆與輸出壓焊塊之間的連接。所述MEMS襯底膜結(jié)構(gòu)位于終端匹配電阻和熱電堆的熱端下方，在其下方的GaAs 襯底通過MEMS背面刻蝕技術(shù)去掉一部分，形成MEMS襯底膜結(jié)構(gòu)，提高了熱量由終端電阻向熱電堆熱端的傳輸效率從而提高熱電堆熱冷兩端的溫差。本發(fā)明的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器通過對稱放置三個主線 CPW，它們相互之間呈120°的角，在每個主線CPW的輸出端連接兩個終端匹配電阻，每個終端匹配電阻附近有一個熱電偶，將這三對熱電偶相互之間也同樣呈120°的角放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，從而實現(xiàn)三通道微波功率的測量；并且在每個主線CPW信號線上橫跨一個MEMS懸臂梁，在該懸臂梁下方有聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層，MEMS懸臂梁的一端未被固定而另一端固定在錨區(qū)上，其懸臂梁的錨區(qū)通過副線CPW信號線與兩個終端匹配電阻相連接，在這兩個終端匹配電阻附近有一個熱電堆，從而實現(xiàn)了由MEMS懸臂梁從主線CPW上耦合出一定比例的微波功率到副線CPW上，且能夠檢測其中哪些通道輸入了微波功率及其微波功率大小的比例。三個主線CPW輸入端都被連接到射頻電路中，如果微波信號功率被MEMS懸臂梁從主線CPW上耦合出一定比例到副線CPW上，在MEMS懸臂梁的錨區(qū)相連接的副線CPW上的微波功率完全被其相應(yīng)的終端電阻吸收轉(zhuǎn)為熱量，靠近該終端電阻的熱電堆吸收到這種熱量，引起熱電堆熱冷兩端存在溫差，則在該熱電堆的輸出壓焊塊上產(chǎn)生熱電勢的輸出，從而通過測量是否有微波功率被MEMS懸臂梁從主線CPW耦合到副線CPW上來檢測該通道是否有微波功率的傳輸；當(dāng)一個、兩個或者三個待測的微波信號分別通過一個、兩個或者三個主線CPW輸入端引入時，在這些主線CPW輸出端并聯(lián)的終端匹配電阻分別吸收這些微波功率而產(chǎn)生熱量，使終端電阻周圍的溫度升高，放置在該終端電阻附近的熱電偶分別測量其溫度差，基于kebeck效應(yīng)，在主線CPW相連接的終端電阻附近的熱電堆的輸出壓焊塊上產(chǎn)生熱電勢的輸出，從而實現(xiàn)單輸入、雙輸入或者三輸入微波功率的測量；同時也可以通過測量多通道內(nèi)分別被MEMS懸臂梁耦合到副線CPW上的微波功率而轉(zhuǎn)化為熱電勢的比例來確定輸入到該主線CPW上微波功率量的比例。三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器的制備方法為
1)準備砷化鎵襯底選用外延的半絕緣砷化鎵襯底，其中外延N+砷化鎵的摻雜濃度為重摻雜(一般濃度大于等于IO18CnT3)；
2)光刻并隔離外延的N+砷化鎵，形成熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂的圖形和歐姆接觸區(qū)；
3)反刻由熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂的圖形組成的N+砷化鎵，形成輕摻雜(一般濃度小于IO18CnT3)的熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂；
4)光刻去除將要保留金鍺鎳/金地方的光刻膠；
55)濺射金鍺鎳/金；
6)剝離，形成熱電堆的金屬熱偶臂；
7)光刻去除將要保留氮化鉭地方的光刻膠；
8)濺射氮化鉭；
9)剝離;
10)光刻去除將要保留第一層金的地方的光刻膠；
11)蒸發(fā)第一層金；
12)剝離，初步形成主副線CPW、MEMS懸臂梁的錨區(qū)、金屬散熱片、輸出壓焊塊以及連接線.
一入 ，
13)反刻氮化鉭，形成與主副線CPW輸出端相連接的終端匹配電阻，其方塊電阻為 25 Ω / ；
14)淀積并光刻聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層在砷化鎵襯底上涂覆聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層，光刻聚酰亞胺層，僅保留MEMS懸臂梁和空氣橋下方的絕緣介質(zhì)層；
15)蒸發(fā)鈦/金/鈦蒸發(fā)用于電鍍的底金；
16)光刻去除要電鍍地方的光刻膠；
17)電鍍金；
18)去除光刻膠去除不需要電鍍地方的光刻膠；
19)反刻鈦/金/鈦，腐蝕底金，形成主副線CPW、MEMS懸臂梁、懸臂梁的錨區(qū)、空氣橋、 金屬散熱片、輸出壓焊塊以及連接線；
20)將該砷化鎵襯底背面減薄(一般在50//m和150// m之間)；
21)背面光刻去除在砷化鎵背面形成膜結(jié)構(gòu)地方的光刻膠；
22)刻蝕減薄終端電阻和熱電堆的熱端下方的砷化鎵襯底，形成膜結(jié)構(gòu)。有益效果本發(fā)明的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器不但具有低損耗、高靈敏度和好的線性度等傳統(tǒng)熱電式微波功率傳感器的優(yōu)點，而且實現(xiàn)了三通道微波功率的測量，同時也能夠檢測其中哪些通道輸入了微波功率及其微波功率大小的比例，具有高的集成度以及與砷化鎵單片微波集成電路兼容的優(yōu)點。


圖1是三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器的示意圖； 圖2是三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器的A-A剖面圖； 圖3是三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器的B-B剖面圖中包括微波信號輸入端1、2和3，主副線CPW 4,MEMS懸臂梁5，懸臂梁的錨區(qū)6，聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層7，空氣橋8，終端匹配電阻9，熱電偶10，半導(dǎo)體熱偶臂11，金屬熱偶臂 12，金屬散熱片13，輸出壓焊塊14，連接線15，MEMS襯底的膜結(jié)構(gòu)16，砷化鎵襯底17。
具體實施例方式本文發(fā)明的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器的具體實施方案如下 在砷化鎵襯底17上設(shè)有CPW 4、三個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)層7、熱電堆、終端匹
配電阻9、一個金屬散熱片13、空氣橋8以及MEMS襯底膜結(jié)構(gòu)16 所述CPW 4包括主線CPW
64和副線CPW 4 ；所述MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)包括MEMS懸臂梁5和錨區(qū)6 ；所述熱電堆包括一個由六個熱電偶10構(gòu)成三對熱電偶10而組成的熱電堆、六個位于副線CPW 4連接的終端匹配電阻9附近的熱電堆、輸出壓焊塊14和連接線15。所述CPW 4用于實現(xiàn)微波信號的傳輸，以及測試儀器、MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)和終端匹配電阻9的電路連接。CPW 4是由CPW的信號線和地線組成。一般副線CPW信號線的輸入端部分和相應(yīng)的主線CPW信號線成垂直關(guān)系。所述三個MEMS懸臂梁5分別橫跨在對稱放置的三個主線CPW信號線上，這三個 MEMS懸臂梁5相互之間呈120°的角，MEMS懸臂梁5的一端未被固定而另一端固定在錨區(qū) 6上，所述錨區(qū)6通過副線CPW信號線與兩個終端匹配電阻9相連接，所述MEMS懸臂梁5下方設(shè)有絕緣介質(zhì)層7。被副線CPW信號線隔開的CPW地線通過空氣橋8連接，其空氣橋8下方的副線CPW信號線被聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層7覆蓋。所述終端匹配電阻9被連接到主副線CPW 4的輸出端，完全吸收由主副線CPW 4 輸入端傳輸?shù)奈⒉üβ?，并轉(zhuǎn)換為熱量。所述熱電堆是由熱電偶10串聯(lián)連接而組成的，每個熱電偶10靠近終端匹配電阻 9，但不與該終端匹配電阻9連接；熱電堆靠近終端電阻9的一端吸收到這種熱量，并引起這端溫度的升高，即為熱電堆的熱端，然而熱電堆的另一端的溫度被作為環(huán)境溫度，即為熱電堆的冷端，由于熱電堆熱冷兩端溫度的不同，根據(jù)Seebeck效應(yīng)，在熱電堆的輸出壓焊塊14 上產(chǎn)生熱電勢的輸出。所述金屬散熱片13被由六個熱電偶10構(gòu)成三對熱電偶10而組成的熱電堆的冷端環(huán)繞，用于維持該熱電堆的冷端溫度為環(huán)境溫度，從而提高該熱電堆熱冷兩端的溫差。所述連接線15用于熱電偶10之間以及熱電堆與輸出壓焊塊14之間的連接。所述MEMS襯底膜結(jié)構(gòu)16位于終端匹配電阻9和熱電堆的熱端下方，在其下方的 GaAs襯底17通過MEMS背面刻蝕技術(shù)去掉一部分，形成MEMS襯底膜結(jié)構(gòu)16，提高了熱量由終端電阻9向熱電堆熱端的傳輸效率從而提高熱電堆熱冷兩端的溫差。本發(fā)明的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器通過對稱放置三個主線CPW 4，它們相互之間呈120°的角，在每個主線CPW 4的輸出端連接兩個終端匹配電阻9，每個終端匹配電阻9附近有一個熱電偶10，將這三對熱電偶10相互之間也同樣呈120°的角放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，從而實現(xiàn)三通道微波功率的測量；并且在每個主線CPW信號線上橫跨一個MEMS懸臂梁5，在該懸臂梁5下方有聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層7，MEMS懸臂梁5的一端未被固定而另一端固定在錨區(qū)6上，其懸臂梁的錨區(qū)6通過副線CPW信號線與兩個終端匹配電阻9相連接，在這兩個終端匹配電阻9附近有一個熱電堆，從而實現(xiàn)了由MEMS懸臂梁5從主線CPW 4上耦合出一定比例的微波功率到副線CPW 4上，且能夠檢測其中哪些通道輸入了微波功率及其微波功率大小的比例。三個主線CPW 4輸入端都被連接到射頻電路中，如果微波信號功率被MEMS懸臂梁5從主線CPW 4上耦合出一定比例到副線CPW 4上，在 MEMS懸臂梁的錨區(qū)6相連接的副線CPW 4上的微波功率完全被其相應(yīng)的終端電阻9吸收轉(zhuǎn)為熱量，靠近該終端電阻9的熱電堆吸收到這種熱量，引起熱電堆熱冷兩端存在溫差，則在該熱電堆的輸出壓焊塊14上產(chǎn)生熱電勢的輸出，從而通過測量是否有微波功率被MEMS懸臂梁5從主線CPW 4耦合到副線CPW 4上來檢測該通道是否有微波功率的傳輸；當(dāng)一個、兩個或者三個待測的微波信號分別通過一個、兩個或者三個主線CPW輸入端1、2和3引入時，在這些主線CPW 4輸出端并聯(lián)的終端匹配電阻9分別吸收這些微波功率而產(chǎn)生熱量，使終端電阻9周圍的溫度升高，放置在該終端電阻9附近的熱電偶10分別測量其溫度差，基于 Seebeck效應(yīng)，在主線CPW 4相連接的終端電阻9附近的熱電堆的輸出壓焊塊14上產(chǎn)生熱電勢的輸出，從而實現(xiàn)單輸入、雙輸入或者三輸入微波功率的測量；同時也可以通過測量多通道內(nèi)分別被MEMS懸臂梁5耦合到副線CPW 4上的微波功率而轉(zhuǎn)化為熱電勢的比例來確定輸入到該主線CPW 4上微波功率量的比例。三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器的制備方法為
1)準備砷化鎵襯底17選用外延的半絕緣砷化鎵襯底，其中外延N+砷化鎵的摻雜濃度為重摻雜(一般濃度大于等于IO18CnT3)；
2)光刻并隔離外延的N+砷化鎵，形成熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂11的圖形和歐姆接觸
區(qū)；
3)反刻由熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂11的圖形組成的N+砷化鎵，形成輕摻雜(一般濃度小于IO18CnT3)的熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂11 ；
4)光刻去除將要保留金鍺鎳/金地方的光刻膠；
5)濺射金鍺鎳/金；
6)剝離，形成熱電堆的金屬熱偶臂12；
7)光刻去除將要保留氮化鉭地方的光刻膠；
8)濺射氮化鉭；
9)剝離;
10)光刻去除將要保留第一層金的地方的光刻膠；
11)蒸發(fā)第一層金；
12)剝離，初步形成主副線CPW4、MEMS懸臂梁的錨區(qū)6、金屬散熱片13、輸出壓焊塊14 以及連接線15 ；
13)反刻氮化鉭，形成與主副線CPW4輸出端相連接的終端匹配電阻9，其方塊電阻為 25 Ω / ；
14)淀積并光刻聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層7在砷化鎵襯底17上涂覆聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層 7，光刻聚酰亞胺層7，僅保留MEMS懸臂梁5和空氣橋8下方的絕緣介質(zhì)層7 ；
15)蒸發(fā)鈦/金/鈦蒸發(fā)用于電鍍的底金；
16)光刻去除要電鍍地方的光刻膠；
17)電鍍金；
18)去除光刻膠去除不需要電鍍地方的光刻膠；
19)反刻鈦/金/鈦，腐蝕底金，形成主副線CPW4、MEMS懸臂梁5、懸臂梁的錨區(qū)6、空氣橋8、金屬散熱片13、輸出壓焊塊14以及連接線15 ；
20)將該砷化鎵襯底17背面減薄(一般在50//m和150// m之間)；
21)背面光刻去除在砷化鎵17背面形成膜結(jié)構(gòu)地方的光刻膠；
22)刻蝕減薄終端電阻9和熱電堆的熱端下方的砷化鎵襯底17，形成膜結(jié)構(gòu)16。區(qū)分是否為該結(jié)構(gòu)的標準如下
本發(fā)明的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器，通過把三個主線CPW 4相互之間呈120°的角放置，在每個主線CPW 4的輸出端連接兩個終端匹配電阻9，每個終端匹配電阻9附近有一個熱電偶10，將這三對熱電偶10相互之間也同樣呈120°的角放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，從而實現(xiàn)三通道微波功率的測量；同時在每個主線CPW信號線上橫跨一個 MEMS懸臂梁5，其懸臂梁5下方有絕緣介質(zhì)層7，MEMS懸臂梁5的一端未被固定而另一端通過固定在錨區(qū)6上與副線CPW信號線相連接，在這副線CPW 4另一端也連接兩個終端匹配電阻9，在這兩個終端匹配電阻9附近有一個熱電堆，從而能夠檢測其中哪些通道輸入了微波功率及其微波功率大小的比例；滿足以上條件的結(jié)構(gòu)即視為本發(fā)明的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器。
權(quán)利要求
1.一種三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器，制作在砷化鎵襯底(17)上，在其上設(shè)有CPW (4)、三個MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)層(7)、熱電堆、終端匹配電阻(9)、一個金屬散熱片(13)、空氣橋(8)以及MEMS襯底膜結(jié)構(gòu)(16)所述CPW (4)包括主線CPW (4)和副線CPW (4)；所述MEMS懸臂梁結(jié)構(gòu)包括MEMS懸臂梁(5)和錨區(qū)(6)；所述熱電堆包括一個由六個熱電偶(10)構(gòu)成三對熱電偶(10)而組成的熱電堆、六個位于副線CPW (4)連接的終端匹配電阻(9)附近的熱電堆、輸出壓焊塊(14)和連接線(15)，其特征在于該結(jié)構(gòu)具有三個用于引入微波信號的主線CPW輸入端(1、2和3)，它們彼此對稱放置且相互之間呈 120°的角，每個主線CPW (4)信號線上方有一個MEMS懸臂梁(5)，在每個主線CPW (4)的輸出端連接兩個終端匹配電阻(9)，每個終端匹配電阻(9)附近有一個熱電偶(10)，將這三對熱電偶(10)相互之間也同樣呈120°的角放置并串聯(lián)連接形成熱電堆。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器，其特征在于三個MEMS懸臂梁(5)分別橫跨在對稱放置的三個主線CPW信號線上，這三個MEMS懸臂梁(5) 相互之間呈120°的角，MEMS懸臂梁(5)的一端未被固定而另一端固定在錨區(qū)(6)上，所述錨區(qū)(6)通過副線CPW信號線與兩個終端匹配電阻(9)相連接，所述MEMS懸臂梁(5)下方設(shè)有絕緣介質(zhì)層(7)，被副線CPW信號線隔開的CPW地線通過空氣橋(8)連接，其空氣橋(8) 下方的副線CPW信號線被聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層(7)覆蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器，其特征在于金屬散熱片(13)被由六個熱電偶(10)構(gòu)成三對熱電偶(10)而組成的熱電堆的冷端環(huán)繞；連接線(15)用于熱電偶(10)之間以及熱電堆與輸出壓焊塊(14)之間的連接；MEMS襯底膜結(jié)構(gòu)(16)位于終端匹配電阻(9)和熱電堆的熱端下方。
4.一種如權(quán)利要求1所述的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器的制備方法， 其特征在于制備方法為1)準備砷化鎵襯底(17)選用外延的半絕緣砷化鎵襯底，其中外延N+砷化鎵的摻雜濃度為重摻雜，其重摻雜的濃度一般大于等于IO18CnT3 ；2)光刻并隔離外延的N+砷化鎵，形成熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂(11)的圖形和歐姆接觸區(qū)；3)反刻由熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂(11)的圖形組成的N+砷化鎵，形成輕摻雜的熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂(11)，其輕摻雜的濃度一般小于IO18CnT3 ；4)光刻去除將要保留金鍺鎳/金地方的光刻膠；5)濺射金鍺鎳/金；6)剝離，形成熱電堆的金屬熱偶臂(12)；7)光刻去除將要保留氮化鉭地方的光刻膠；8)濺射氮化鉭；9)剝離;10)光刻去除將要保留第一層金的地方的光刻膠；11)蒸發(fā)第一層金；12)剝離，初步形成主副線CPW(4)、MEMS懸臂梁的錨區(qū)(6)、金屬散熱片(13)、輸出壓焊塊(14)以及連接線(15);13)反刻氮化鉭，形成與主副線CPW(4)輸出端相連接的終端匹配電阻(9)，其方塊電阻為25 Ω / ；14)淀積并光刻聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層(7):在砷化鎵襯底(17)上涂覆聚酰亞胺絕緣介質(zhì)層(7)，光刻聚酰亞胺層(7)，僅保留MEMS懸臂梁(5)和空氣橋(8)下方的絕緣介質(zhì)層(7);15)蒸發(fā)鈦/金/鈦蒸發(fā)用于電鍍的底金；16)光刻去除要電鍍地方的光刻膠；17)電鍍金；18)去除光刻膠去除不需要電鍍地方的光刻膠；19)反刻鈦/金/鈦，腐蝕底金，形成主副線CPW(4)、MEMS懸臂梁(5)、懸臂梁的錨區(qū) (6)、空氣橋(8)、金屬散熱片(13)、輸出壓焊塊(14)以及連接線(15)；20)將該砷化鎵襯底(17)背面減薄至一般在50//m和150// m之間；21)背面光刻去除在砷化鎵(17)背面形成膜結(jié)構(gòu)地方的光刻膠；22)刻蝕減薄終端電阻(9)和熱電堆的熱端下方的砷化鎵襯底(17)，形成膜結(jié)構(gòu)(16)。全文摘要
本發(fā)明的三通道微機械懸臂梁間接式微波功率傳感器，通過把三個主線CPW相互之間呈120o的角放置，在每個主線CPW的輸出端連接兩個終端匹配電阻，每個終端匹配電阻附近有一個熱電偶，將這三對熱電偶相互之間也同樣呈120o的角放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，從而實現(xiàn)三通道微波功率的測量；同時在每個主線CPW信號線上橫跨一個MEMS懸臂梁，MEMS懸臂梁的一端未被固定而另一端通過懸臂梁的錨區(qū)與副線CPW信號線相連接，其副線CPW另一端也連接兩個終端匹配電阻，在這兩個終端匹配電阻附近有一個熱電堆，從而能夠檢測其中哪些通道輸入了微波功率及其微波功率大小的比例；同時它具有低損耗、高靈敏度、好的線性度、高的集成度以及與砷化鎵單片微波集成電路兼容的優(yōu)點。
文檔編號G01R21/02GK102385001SQ20111022912
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者廖小平, 張志強 申請人:東南大學(xué)