專利名稱：五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器及制備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提出了五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器及制備，屬于微電子機械系統(tǒng)(MEMS)的技術領域。
背景技術：
在微波技術研究中，微波功率是表征微波信號特征的一個重要參數(shù)，微波功率的測量在無線技術應用中具有重要的地位。微波功率傳感器類似于低頻電路中的電壓電流表。目前，基于MEMS技術的熱電偶式微波功率傳感器是被廣泛應用的器件之一。它的工作原理為輸入的待測微波功率從共面波導傳輸線的一端被引入，在傳輸線另一端連接的終端匹配電阻吸收該微波功率而轉化為熱，在終端匹配電阻附近放置熱電堆探測終端匹配電阻附近的溫差，基于kebeck效應，產生熱電勢的輸出，實現(xiàn)微波功率的測量。它具有低的損耗、高的靈敏度和好的線性度的優(yōu)點，然而其最大的不足是一個微波功率傳感器只能測量單一端口的輸入微波功率，當測量多端口的微波功率時需要額外的電路或多個微波功率傳感器實現(xiàn)。隨著微電子技術的發(fā)展，現(xiàn)代個人通信系統(tǒng)和雷達系統(tǒng)要求一個微波功率傳感器能夠實現(xiàn)片上五端口輸入微波功率的測量，同時能夠檢測其中哪些端口輸入了微波功率及其功率大小的比例?，F(xiàn)如今對MEMS懸臂梁結構進行了深入研究，使基于MEMS技術實現(xiàn)上述功能的懸臂梁電容型微波功率傳感器成為可能。
發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種基于MEMS技術的五端口懸臂梁電容型微波功率傳感器及制備，通過對稱放置五個共面波導(CPW)，它們相互之間呈72°的角，在每個 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，將這五對熱電偶也成對稱放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，這五對熱電偶相互之間也同樣呈72°的角，從而實現(xiàn)五端口微波功率的測量；并且在每個CPW上橫跨一個MEMS懸臂梁，其懸臂梁一端處于自由狀態(tài)而另一端固定在錨區(qū)上，其錨區(qū)位于CPW地線的外側，在CPW信號線和地線之間放置傳感電極，從而能夠檢測其中哪些端口輸入了微波功率及其微波功率大小的比例；它大大減小了芯片面積，提高了集成度。技術方案本發(fā)明的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器以砷化鎵 (GaAs)為襯底，在襯底上設有五個CPW、五個MEMS懸臂梁、懸臂梁的錨區(qū)、傳感電極、傳感電極的壓焊塊、十個終端匹配電阻、一個由十個熱電偶構成五對熱電偶而組成的熱電堆、兩個輸出壓焊塊、一個金屬散熱片、空氣橋以及連接線，在襯底下形成一個MEMS襯底膜結構
CPW用于實現(xiàn)微波信號的傳輸，以及測試儀器和終端匹配電阻的電路連接。每個CPW由一條CPW的信號線和兩條地線組成。五個MEMS懸臂梁分別橫跨在對稱放置的五個CPW上，這五個MEMS懸臂梁相互之間呈72°的角，其懸臂梁的錨區(qū)不與CPW地線相連接，而位于CPW地線的外側；每個懸臂梁的下方有一個傳感電極，傳感電極位于在CPW信號線和地線之間，懸臂梁下方的CPW信號線和地線以及傳感電極被氮化硅介質層覆蓋；傳感電極通過連接線與CPW地線外側的傳感電極的壓焊塊相連接，被連接線隔開的CPW地線通過空氣橋連接，其空氣橋下方連接線被氮化硅介質層覆蓋。通過測量MEMS懸臂梁的錨區(qū)和傳感電極之間有無電容變化來檢測其懸臂梁下方CPW上是否有微波功率的傳輸，同時也可以通過測量多端口的電容變化量的比例來確定輸入到該CPW上微波功率量的比例。終端匹配電阻被連接到CPW的輸出端，完全吸收由CPW輸入端傳輸?shù)奈⒉üβ剩⑥D換為熱量。熱電堆是由十個熱電偶構成五對熱電偶而組成的，每個熱電偶靠近一個終端匹配電阻，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，在熱電堆的輸出壓焊塊上產生熱電勢的輸出。金屬散熱片被熱電堆的冷端環(huán)繞，用于維持熱電堆的冷端溫度為環(huán)境溫度，從而提高熱電堆熱冷兩端的溫差。連接線用于傳感電極與傳感電極的壓焊塊之間、熱電偶之間以及熱電堆與輸出壓焊塊之間的連接。MEMS襯底膜結構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背面刻蝕技術去掉一部分，形成MEMS襯底膜結構，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。在機械結構上，CPW、MEMS懸臂梁、懸臂梁的錨區(qū)、傳感電極、傳感電極的壓焊塊、終端匹配電阻、空氣橋、熱電堆、熱電堆的輸出壓焊塊、金屬散熱片以及連接線制作在同一塊 GaAs襯底上。本發(fā)明的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器通過對稱放置五個 CPW，它們相互之間呈72°的角，在每個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，將這五對熱電偶也成對稱放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，這五對熱電偶相互之間也同樣呈72°的角，從而實現(xiàn)五端口微波功率的測量；并且在每個CPW上橫跨一個MEMS懸臂梁，其懸臂梁的錨區(qū)位于CPW地線的外側，在CPW信號線和地線之間放置傳感電極，從而能夠檢測其中哪些端口輸入了微波功率及其微波功率大小的比例。若五個 CPW輸入端都被連接到射頻電路中，通過測量MEMS懸臂梁的錨區(qū)和傳感電極之間有無電容變化來檢測其懸臂梁下方CPW上是否有微波功率的傳輸；當一個、兩個、三個、四個或者五個待測的微波信號分別通過一個、兩個、三個、四個或者五個CPW輸入端引入時，其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，基效應，在熱電堆的輸出壓焊塊上產生熱電勢的輸出，從而實現(xiàn)單輸入、雙輸入、三輸入、四輸入或者五輸入微波功率的測量；同時也可以通過測量MEMS懸臂梁的錨區(qū)和傳感電極之間電容變化量的比例來確定輸入到該CPW上微波功率量的比例。五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器的制備為
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，形成熱電堆的半導體熱偶臂的圖形和歐姆接觸區(qū)；
3)反刻由熱電堆的半導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)的熱電堆的半導體熱偶臂；
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；
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CPW、MEMS懸臂梁的錨區(qū)、傳感電極、傳感電極的壓焊塊、金屬散熱片、輸出壓焊塊以及連接線；
13)反刻氮化鉭，形成與CPW輸出端相連接的終端匹配電阻，其方塊電阻為25Ω / ；
14)淀積氮化硅用等離子體增強型化學氣相淀積法工藝生長氮化硅介質層；
15)光刻并刻蝕氮化硅介質層保留MEMS懸臂梁下方CPW信號線和地線、傳感電極、以及空氣橋下方連接線上的氮化硅；
16)淀積并光刻聚酰亞胺犧牲層在砷化鎵襯底上涂覆聚酰亞胺犧牲層，光刻聚酰亞胺犧牲層，僅保留MEMS懸臂梁和空氣橋下方的犧牲層；
17)蒸發(fā)鈦/金/鈦蒸發(fā)用于電鍍的底金；
18)光刻去除要電鍍地方的光刻膠；
19)電鍍金；
20)去除光刻膠去除不需要電鍍地方的光刻膠；
21)反刻鈦/金/鈦，腐蝕底金，形成CPW、MEMS懸臂梁、懸臂梁的錨區(qū)、空氣橋、傳感電極的壓焊塊、金屬散熱片、輸出壓焊塊以及連接線；
22)將該砷化鎵襯底背面減薄(一般在50//m和150// m之間)；
23)背面光刻去除在砷化鎵背面形成膜結構地方的光刻膠；
24)刻蝕減薄終端電阻和熱電堆的熱端下方的砷化鎵襯底，形成膜結構；
25)釋放聚酰亞胺犧牲層顯影液浸泡，去除MEMS懸臂梁和空氣橋下方的聚酰亞胺犧牲層，去離子水稍稍浸泡，無水乙醇脫水，常溫下?lián)]發(fā)，晾干。有益效果本發(fā)明的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器具有以下特點1)低損耗、高靈敏度和好的線性度的傳統(tǒng)熱電式微波功率傳感器的優(yōu)點；2)實現(xiàn)了五端口微波功率的測量；3)當CPW上傳輸相同的微波信號時，與MEMS固支梁相比，利用MEMS 懸臂梁橫跨在CPW上，可提高MEMS懸臂梁和傳感電極之間的電容變化量，且減小了芯片的面積；4 )通過測量每個端口內電容變化量來檢測其中哪些端口輸入了微波功率及其微波功率大小的比例；5)高的集成度以及與砷化鎵單片微波集成電路兼容的特點。
圖1是五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器的示意圖；圖2是五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器的A-A剖面圖； 圖3是五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器的B-B剖面圖； 圖中包括五個微波信號輸入端1、2、3、4*5，CPW 6，MEMS懸臂梁7，懸臂梁的錨區(qū)8， 傳感電極9，空氣橋10，氮化硅介質層11，傳感電極的壓焊塊12，終端匹配電阻13，由十個熱電偶14構成的熱電堆，半導體熱偶臂15，金屬熱偶臂16，金屬散熱片17，輸出壓焊塊18，連接線19，MEMS襯底的膜結構20，砷化鎵襯底21。
具體實施例方式本文發(fā)明的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器的具體實施方案如下
在砷化鎵襯底21上設有五個CPW 6、五個MEMS懸臂梁7、懸臂梁的錨區(qū)8、傳感電極9、 傳感電極的壓焊塊12、十個終端匹配電阻13、一個由十個熱電偶14構成五對熱電偶14而組成的熱電堆、兩個輸出壓焊塊18、一個金屬散熱片17、空氣橋10以及連接線19，在襯底 21下形成一個MEMS襯底膜結構20
CPff 6用于實現(xiàn)微波信號的傳輸，以及測試儀器和終端匹配電阻13的電路連接。每個 CPff 6由一條CPW的信號線和兩條地線組成。五個MEMS懸臂梁7分別橫跨在對稱放置的五個CPW 6上，這五個MEMS懸臂梁7 相互之間呈72°的角，其懸臂梁的錨區(qū)8不與CPW地線相連接，而位于CPW地線的外側；每個懸臂梁7的下方有一個傳感電極9，傳感電極9位于在CPW信號線和地線之間，懸臂梁7 下方的CPW信號線和地線以及傳感電極9被氮化硅介質層11覆蓋；傳感電極9通過連接線 19與CPW地線外側的傳感電極的壓焊塊12相連接，被連接線19隔開的CPW地線通過空氣橋10連接，其空氣橋10下方連接線19被氮化硅介質層11覆蓋。通過測量MEMS懸臂梁的錨區(qū)8和傳感電極9之間有無電容變化來檢測其懸臂梁7下方CPW 6上是否有微波功率的傳輸，同時也可以通過測量多端口的電容變化量的比例來確定輸入到該CPW 6上微波功率量的比例。終端匹配電阻13被連接到CPW 6的輸出端，完全吸收由CPW輸入端1、2、3、4和5
傳輸?shù)奈⒉üβ?，并轉換為熱量。熱電堆是由十個熱電偶14構成五對熱電偶14而組成的，每個熱電偶14靠近一個終端匹配電阻13，但不與該終端電阻13連接；熱電堆靠近終端電阻13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，在熱電堆的輸出壓焊塊18上產生熱電勢的輸出。金屬散熱片17被熱電堆的冷端環(huán)繞，用于維持熱電堆的冷端溫度為環(huán)境溫度，從而提高熱電堆熱冷兩端的溫差。連接線19用于傳感電極9與傳感電極的壓焊塊12之間、熱電偶14之間以及熱電堆與輸出壓焊塊18之間的連接。MEMS襯底膜結構20位于終端匹配電阻13和熱電堆的熱端下方，在其下方的GaAs 襯底21通過MEMS背面刻蝕技術去掉一部分，形成MEMS襯底膜結構20，提高了熱量由終端電阻13向熱電堆的熱端的傳輸效率從而提高熱電堆熱冷兩端的溫差。
在機械結構上，CPff 6、MEMS懸臂梁7、懸臂梁的錨區(qū)8、傳感電極9、傳感電極的壓焊塊12、空氣橋10、終端匹配電阻13、熱電堆、輸出壓焊塊18、金屬散熱片17以及連接線19 制作在同一塊GaAs襯底21上。本發(fā)明的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器通過對稱放置五個CPW 6，它們相互之間呈72°的角，在每個CPW 6的輸出端連接兩個終端匹配電阻13，每個終端匹配電阻13附近有一個熱電偶14，將這五對熱電偶14也成對稱放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，這五對熱電偶14相互之間也同樣呈72°的角，從而實現(xiàn)五端口微波功率的測量；并且在每個CPW 6上橫跨一個MEMS懸臂梁7，其懸臂梁的錨區(qū)8位于CPW地線的外側，在CPW信號線和地線之間放置傳感電極9，從而能夠檢測其中哪些端口輸入了微波功率及其微波功率大小的比例。若五個CPW輸入端1、2、3、4和5都被連接到射頻電路中，通過測量MEMS懸臂梁的錨區(qū)8和傳感電極9之間有無電容變化來檢測其懸臂梁7下方CPW 6上是否有微波功率的傳輸；當一個、兩個、三個、四個或者五個待測的微波信號分別通過一個、兩個、三個、 四個或者五個CPW輸入端1、2、3、4和5引入時，其CPW 6輸出端并聯(lián)的終端匹配電阻13分別吸收這些微波功率而產生熱量，使終端電阻13周圍的溫度升高，放置在該終端電阻13附近的熱電偶17分別測量其溫度差，基于kebeck效應，在熱電堆的輸出壓焊塊18上產生熱電勢的輸出，從而實現(xiàn)單輸入、雙輸入、三輸入、四輸入或者五輸入微波功率的測量；同時也可以通過測量MEMS懸臂梁的錨區(qū)8和傳感電極9之間電容變化量的比例來確定輸入到該 CPff 6上微波功率量的比例。五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器的制備為
1)準備砷化鎵襯底21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，形成熱電堆的半導體熱偶臂的圖形和歐姆接觸區(qū)；
3)反刻由熱電堆的半導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)的熱電堆的半導體熱偶臂15 ；
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16；
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CPW6、MEMS懸臂梁的錨區(qū)8、傳感電極9、傳感電極的壓焊塊12、金屬散熱片17、輸出壓焊塊18以及連接線19 ；
13)反刻氮化鉭，形成與CPW輸出端相連接的終端匹配電阻13，其方塊電阻為25Ω /
14)淀積氮化硅用等離子體增強型化學氣相淀積法工藝生長氮化硅介質層；
15)光刻并刻蝕氮化硅介質層11保留MEMS懸臂梁7下方CPW信號線和地線、傳感電極9、以及空氣橋10下方的連接線19上的氮化硅；16)淀積并光刻聚酰亞胺犧牲層在砷化鎵襯底21上涂覆聚酰亞胺犧牲層，光刻聚酰亞胺犧牲層，僅保留MEMS懸臂梁7和空氣橋10下方的犧牲層；
17)蒸發(fā)鈦/金/鈦蒸發(fā)用于電鍍的底金；
18)光刻去除要電鍍地方的光刻膠；
19)電鍍金；
20)去除光刻膠去除不需要電鍍地方的光刻膠；
21)反刻鈦/金/鈦，腐蝕底金，形成CPW6,MEMS懸臂梁7、懸臂梁的錨區(qū)8、空氣橋10、 傳感電極的壓焊塊12、金屬散熱片17、輸出壓焊塊18以及連接線19 ；
22)將該砷化鎵襯底21背面減薄(一般在50//m和150// m之間)；
23)背面光刻去除在砷化鎵背面形成膜結構地方的光刻膠；
24)刻蝕減薄終端電阻13和熱電堆的熱端下方的砷化鎵襯底21，形成膜結構20；
25)釋放聚酰亞胺犧牲層顯影液浸泡，去除MEMS懸臂梁7和空氣橋10下方的聚酰亞胺犧牲層，去離子水稍稍浸泡，無水乙醇脫水，常溫下?lián)]發(fā)，晾干。 區(qū)分是否為該結構的標準如下
(1)微波信號的引入和傳輸采用CPW6來實現(xiàn)；
(2)本發(fā)明的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器具有五個CPW6，它們對稱放置且相互之間呈72°的角；
(3)在每個CPW的輸出端并聯(lián)連接兩個終端匹配電阻13，每個終端匹配電阻13附近有一個熱電偶14，將這五對熱電偶14也成對稱放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，這五對熱電偶14 相互之間同樣呈72°的角；
(4)五個MEMS懸臂梁7分別橫跨在五個CPW6上，它們相互之間也呈72°的角，其懸臂梁的一端未被固定而處于自由狀態(tài)，懸臂梁的另一端固定在一個錨區(qū)8上；其錨區(qū)位于CPW 地線的外側，在CPW信號線和地線之間放置一個傳感電極9 ；
滿足以上條件的結構即視為本發(fā)明的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感
ο
權利要求
1.一種五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器，制作在砷化鎵襯底(21)上， 在其上設有五個CPW(6)、五個MEMS懸臂梁(7)、懸臂梁的錨區(qū)(8)、傳感電極(9)、傳感電極的壓焊塊(12)、十個終端匹配電阻(13)、一個由十個熱電偶(14)構成五對熱電偶(14)而組成的熱電堆、兩個輸出壓焊塊(18)、一個金屬散熱片(17)、空氣橋(10)以及連接線(19)，在襯底(21)下形成一個MEMS襯底膜結構(20)，其特征在于該結構具有五個用于傳輸微波信號的CPW輸入端(1、2、3、4和5)，它們彼此對稱放置且相互之間呈72°的角，每個CPW (6) 上方有一個MEMS懸臂梁(7)，在每個CPW (6)的輸出端連接兩個終端匹配電阻(13)，每個終端匹配電阻(13)附近有一個熱電偶(14)，將這五對熱電偶(14)也成對稱放置并串聯(lián)連接形成熱電堆，這五對熱電偶(14)相互之間也同樣呈72°的角；金屬散熱片(17)被熱電堆的冷端環(huán)繞；MEMS襯底膜結構(20)位于終端匹配電阻(13)和熱電堆的熱端下方。
2.根據(jù)權利要求1所述的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器，其特征在于每個MEMS懸臂梁(7)的一端未被固定而處于自由狀態(tài)，其MEMS懸臂梁(7)的另一端固定在錨區(qū)(8)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器，其特征在于五個MEMS懸臂梁(7)分別橫跨在對稱放置的五個CPW (6)上，這五個MEMS懸臂梁(7)相互之間呈72°的角，其懸臂梁的錨區(qū)(8)不與CPW地線相連接，而位于CPW地線的外側；每個懸臂梁(7)下方有一個傳感電極(9)，傳感電極(9)位于在CPW信號線和地線之間，懸臂梁(7)下方的CPW信號線和地線以及傳感電極(9)被氮化硅介質層(11)覆蓋；傳感電極(9) 通過連接線(19)與CPW地線外側的傳感電極的壓焊塊(12)相連接，被連接線(19)隔開的 CPff地線通過空氣橋(10)連接，其空氣橋(10)下方的連接線(19)被氮化硅介質層(11)覆蓋。
4.一種如權利要求1所述的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器的制備， 其特征在于制備方法為1)準備砷化鎵襯底(21)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，形成熱電堆的半導體熱偶臂的圖形和歐姆接觸區(qū)；3)反刻由熱電堆的半導體熱偶臂的圖形組成的N+砷化鎵，形成輕摻雜的熱電堆的半導體熱偶臂(15)，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(16)；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CPW(6)、MEMS懸臂梁的錨區(qū)(8)、傳感電極(9)、傳感電極的壓焊塊 (12)、金屬散熱片(17)、輸出壓焊塊(18)以及連接線(19)；13)反刻氮化鉭，形成與CPW輸出端相連接的終端匹配電阻(13)，其方塊電阻為25Ω /14)淀積氮化硅用等離子體增強型化學氣相淀積法工藝生長氮化硅介質層；15)光刻并刻蝕氮化硅介質層(11)保留MEMS懸臂梁(7)下方CPW信號線和地線、傳感電極(9)以及空氣橋(10)下方連接線(19)上的氮化硅；16)淀積并光刻聚酰亞胺犧牲層在砷化鎵襯底(21)上涂覆聚酰亞胺犧牲層，光刻聚酰亞胺犧牲層，僅保留MEMS懸臂梁(7)和空氣橋(10)下方的犧牲層；17)蒸發(fā)鈦/金/鈦蒸發(fā)用于電鍍的底金；18)光刻去除要電鍍地方的光刻膠；19)電鍍金；20)去除光刻膠去除不需要電鍍地方的光刻膠；21)反刻鈦/金/鈦，腐蝕底金，形成CPW(6)、MEMS懸臂梁(7)、懸臂梁的錨區(qū)(8)、空氣橋(10)、傳感電極的壓焊塊(12)、金屬散熱片(17)、輸出壓焊塊(18)以及連接線(19);22)將該砷化鎵襯底(21)背面減薄，其厚度一般在50//m和150//m之間；23)背面光刻去除在砷化鎵背面形成膜結構地方的光刻膠；24)刻蝕減薄終端電阻(13)和熱電堆的熱端下方的砷化鎵襯底(21)，形成膜結構 (20)；25)釋放聚酰亞胺犧牲層顯影液浸泡，去除MEMS懸臂梁(7)和空氣橋(10)下方的聚酰亞胺犧牲層，去離子水稍稍浸泡，無水乙醇脫水，常溫下?lián)]發(fā)，晾干。
全文摘要
本發(fā)明的五端口基于微機械懸臂梁電容型微波功率傳感器在砷化鎵襯底上有五個用于傳輸微波信號的CPW輸入端，它們彼此對稱放置且相互之間呈72o的角，在每個CPW的輸出端連接兩個終端匹配電阻，每個終端電阻附近有一個熱電偶，將這五對熱電偶相互之間也呈72o的角放置并串聯(lián)連接形成熱電堆；同時在每個CPW上橫跨一個MEMS懸臂梁，其懸臂梁的一端處于自由狀態(tài)而另一端固定在錨區(qū)上，其錨區(qū)位于CPW地線的外側，在CPW信號線和地線之間放置傳感電極。它不但具有低損耗、高靈敏度和好的線性度，而且實現(xiàn)了五端口微波功率的測量，同時也能夠檢測其中哪些端口輸入了微波功率及其功率大小的比例，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。
文檔編號B81C1/00GK102360039SQ20111022944
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權日2011年8月11日
發(fā)明者廖小平, 張志強 申請人:東南大學