專利名稱：微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及微波功率檢測(cè)，為一種微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法和制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代通訊系統(tǒng)需要重量輕、體積小、功耗小和高集成度的電子器件。RF MEMS器件具有線性度佳、隔離度高、驅(qū)動(dòng)功耗低、工作頻帶寬、截止頻率高等優(yōu)點(diǎn)，并且現(xiàn)在可以與傳統(tǒng)IC工藝相兼容，因此RF MEMS器件被寄予了很高的發(fā)展期望?，F(xiàn)階段主流的MEMS微波功率傳感器的工作原理分為兩種終端熱偶式和電容式，其中電容式的微波功率測(cè)量具有以下優(yōu)點(diǎn)基本上不損耗主信號(hào)線路上的功率、測(cè)量的反應(yīng)速度快。因此，對(duì)電容式MEMS微波功率傳感器的微波功率檢測(cè)研究十分有意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是電容式MEMS微波功率傳感器需要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、便捷的微波功率檢測(cè)。本發(fā)明的技術(shù)方案為微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括電容式MEMS微波功率傳感器、功率分配器、終端負(fù)載電阻、熱電堆和反饋數(shù)字電路，電容式MEMS微波功率傳感器包括一個(gè)粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器和十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器，十一個(gè)電容式MEMS微波功率傳感器的梁結(jié)構(gòu)各自具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電極，功率分配器包括一個(gè)一分五功率分配器和五個(gè)一分二功率分配器，終端負(fù)載電阻、熱電堆對(duì)應(yīng)于精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器，所有電容式MEMS微波功率傳感器、功率分配器、終端負(fù)載電阻和熱電堆均設(shè)置在砷化鎵襯底上，通過(guò)共面波導(dǎo)CPW連接，信號(hào)輸入粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的輸出連接一分五功率分配器，一分五功率分配器的每一個(gè)輸出支路連接一個(gè)一分二功率分配器，每一個(gè)一分二功率分配器的輸出連接精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器， 每個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器對(duì)應(yīng)連接有終端負(fù)載電阻，以及對(duì)應(yīng)的熱電堆，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的輸出同時(shí)輸入反饋數(shù)字電路，反饋數(shù)字電路與精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器和熱電堆雙向連接；其中，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的梁寬I與精確測(cè)量用電容式 MEMS微波功率傳感器梁寬Wd的關(guān)系有兩種(l)、Cd<2/(ZQ ) =i> Wr=IOxWd ； (2), Q>2/(Z0 ) =i>巧=IOx^，Cd是精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器的梁與中心導(dǎo)線的交疊電容，Cr是粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的梁與中心導(dǎo)線的交疊電容，Z0是電容式MEMS微波功率傳感器CPW的特征阻抗值，ω是電容式MEMS微波功率傳感器CPW的頻率值。所有電容式MEMS微波功率傳感器為固支梁電容式MEMS微波功率傳感器。
上述微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法為微波信號(hào)輸入自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，在粗測(cè)電容式MEMS微波功率傳感器上慢慢加直流電壓，直至所測(cè)的電容變化為初始電容值的1. 5倍時(shí)，也就是粗測(cè)電容式MEMS微波功率傳感器的梁處于下拉的臨界狀態(tài)，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器將此時(shí)所加的直流電壓值，也就是下拉電壓V”輸入反饋數(shù)字電路，反饋數(shù)字電路將下拉電壓V”的1/·作為加在精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器上的直流電壓序列的基準(zhǔn)電壓，產(chǎn)生出十個(gè)精度更高一位，以為序列首的遞增執(zhí)行電壓序列，加載在十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器上所有精確測(cè)量用MEMS微波功率傳感器的下拉電壓是一樣的 _ 0] 1/VlOx Vp—r = Vp—d⑴=Vp_d(2)=……=Vp_d(W)且十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器各自的受到的實(shí)際下拉電壓Vp d(i)‘為各自所加執(zhí)行電壓Ve d(i)和各自微波功率等效電壓Vidw之和Vpd⑴'=Ve_d(i)+Ve(Ld(i)i是十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器的編號(hào)，取值范圍1 10，則經(jīng)過(guò)反饋數(shù)字電路調(diào)節(jié)執(zhí)行電壓序列，精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器中必定會(huì)產(chǎn)生一部分傳感器的梁被下拉，一部分梁沒(méi)有被下拉，反饋數(shù)字電路檢測(cè)對(duì)應(yīng)的十個(gè)終端負(fù)載電阻的反應(yīng)，得到10個(gè)支路的精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器的狀態(tài)，求取其中與沒(méi)有被下拉傳感器毗鄰的傳感器的微波功率等效電壓Vrai d(iCI)^p_d(i) - K — d(i) +Kq — d(i)^eq_d(J0) ~^p_d(J0) ~^e_d(J0)即得到對(duì)應(yīng)支路中的微波功率等效的電壓值Vrai d⑽，通過(guò)公式
V 2
「00171 P- eg-d(i0)
L0017」 ^0·ο)-2χ4χΖο算出此支路上的微波功率值Pavs d⑽，然后將此值乘以10，即得到輸入自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的微波信號(hào)的微波功率值pavs—, = Pavsjac0 χ 10。進(jìn)一步的，測(cè)量精度位的量程范圍與精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)，反饋數(shù)字電路根據(jù)檢測(cè)精度要求，調(diào)節(jié)執(zhí)行電壓序列的精度。微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的制備方法，固支梁電容式MEMS微波功率傳感器由一個(gè)固支梁跨接在CPW地線和信號(hào)線上，錨區(qū)位于兩根CPW地線上，固支梁懸浮于 CPW信號(hào)線和驅(qū)動(dòng)電極之上，位于固支梁下方的驅(qū)動(dòng)電極和CPW的信號(hào)線都覆蓋一層氮化硅介質(zhì)層；驅(qū)動(dòng)電極的引線穿過(guò)CPW地線引出，CPW地線的斷開(kāi)處用空氣橋相連接；功率分配器均由Wilkinson功率分配器構(gòu)成，通過(guò)CPW相連接；終端負(fù)載電阻由兩個(gè)電阻值為 100 Ω的TaN材料形成的電阻塊跨接在CPW的地線和信號(hào)線之間形成；熱電堆是有一組具
效應(yīng)的電阻串聯(lián)而成，每個(gè)單獨(dú)的電阻是由金質(zhì)熱偶臂和輕摻雜的砷化鎵熱偶臂串聯(lián)而成，制備工藝為1)準(zhǔn)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1018cnT3，其方塊電阻值為100 130 Ω / 口；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N(yùn)+砷化鎵，形成其摻雜濃度為1017cm_3的熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂；
4)光刻和濺射TaN，剝離，形成終端負(fù)載電阻以及一分五功率分配器和一分二功率分配器的隔離電阻，即TaN薄膜電阻；5)光刻去除將要保留金鍺鎳/金地方的光刻膠；6)濺射金鍺鎳/金，其厚度共為2700A;7)剝離，形成熱電堆的金屬熱偶臂；8)光刻去除在固支梁電容式MEMS微波功率傳感器的CPW、梁結(jié)構(gòu)和靜電驅(qū)動(dòng)電極以及其引線，一分五功率分配器和一分二功率分配器CPW基礎(chǔ)圖形上的光刻膠；9)濺射金剝離去除光刻膠；形成固支梁電容式MEMS微波功率傳感器的CPW、梁結(jié)構(gòu)和靜電驅(qū)動(dòng)電極以及其引線，一分五功率分配器和一分二功率分配器CPW基礎(chǔ)圖形， 金的厚度為0.3μπι;10)淀積氮化硅介質(zhì)層；用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法工藝生長(zhǎng)1000Α的氮化硅介質(zhì)層；11)光刻并刻蝕氮化硅介質(zhì)層；保留靜電驅(qū)動(dòng)電極的氮化硅和空氣橋下方驅(qū)動(dòng)電極引線的上的氮化硅；12)淀積并光刻聚酰亞胺犧牲層；在砷化鎵襯底上涂覆1. 6um厚的聚酰亞胺犧牲層，要求填滿凹坑，聚酰亞胺犧牲層的厚度決定了梁與氮化硅介質(zhì)層所在平面的距離，光刻聚酰亞胺犧牲層，僅保留梁下方和空氣橋下方的犧牲層；13)濺射鈦/金/鈦；濺射用于CPW、梁結(jié)構(gòu)、梁和空氣橋的底金鈦/金/鈦= 500/1600/ 300A，14)光刻鈦/金/鈦；去除CPW、梁結(jié)構(gòu)和空氣橋以外的光刻膠，15)電鍍金；電鍍金的厚度為2um，16)去除光刻膠；17)反刻金層，腐蝕底金層，形成CPW、梁結(jié)構(gòu)、梁和空氣橋；18)釋放犧牲層；用顯影液溶解梁結(jié)構(gòu)和空氣橋下方的聚酰亞胺犧牲層，并用無(wú)水乙醇脫水，形成懸浮的梁結(jié)構(gòu)和空氣橋。本發(fā)明提供了一種新的，準(zhǔn)確、快速、便捷的微波功率檢測(cè)系統(tǒng)，以及其檢測(cè)方法和制備方法，與現(xiàn)有的普通的微波功率測(cè)量系統(tǒng)以及MEMS微波功率測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有以下有益效果1、運(yùn)用十個(gè)分支結(jié)構(gòu)細(xì)化量程，根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的工作原理分析，可以看出本發(fā)明具有更加精細(xì)和精確的測(cè)量結(jié)果；2、設(shè)置的反饋數(shù)字電路使測(cè)量的過(guò)程更為簡(jiǎn)單快速，而且不需要額外的測(cè)量?jī)x器；3、可以根據(jù)測(cè)試的要求調(diào)節(jié)精度。


圖1為本發(fā)明微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中固支梁電容式MEMS微波功率傳感器梁結(jié)構(gòu)的正面俯視圖，以及對(duì)應(yīng)的A-A面的剖視圖。圖3為本發(fā)明中一分五功分器正面的俯視圖。
圖4為本發(fā)明中一分二功分器正面的俯視圖。圖5為本發(fā)明中終端負(fù)載電阻和熱電堆正面的俯視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括以下部分電容式MEMS微波功率傳感器、功率分配器、終端負(fù)載電阻、 熱電堆和控制用的反饋數(shù)字電路。其中電容式MEMS微波功率傳感器與現(xiàn)有的傳感器結(jié)構(gòu)相同，整個(gè)微波功率檢測(cè)系統(tǒng)除了控制用的反饋數(shù)字電路由商用數(shù)字集成電路構(gòu)成以外， 其他部分均以砷化稼為襯底，在襯底上設(shè)有共面波導(dǎo)(Coplanar Waveguide，簡(jiǎn)稱CPW)組成的功分器、終端負(fù)載電阻、熱電堆和電容式MEMS微波功率傳感器結(jié)構(gòu)，CPW用于實(shí)現(xiàn)功分器、固支梁結(jié)構(gòu)和測(cè)試儀器之間的電路連接。如圖1，本發(fā)明微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括電容式MEMS微波功率傳感器、功率分配器、終端負(fù)載電阻E、熱電堆F和反饋數(shù)字電路G，電容式MEMS微波功率傳感器包括一個(gè)粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器A和十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器D，功率分配器包括一個(gè)一分五功率分配器B和五個(gè)一分二功率分配器C，終端負(fù)載電阻E、熱電堆F對(duì)應(yīng)于精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器D，所有電容式MEMS微波功率傳感器、功率分配器、終端負(fù)載電阻和熱電堆均設(shè)置在砷化鎵襯底上，通過(guò)共面波導(dǎo)CPW 連接，信號(hào)輸入粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器A，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器A的輸出連接一分五功率分配器B，一分五功率分配器B的每一個(gè)輸出支路連接一個(gè)一分二功率分配器C，每一個(gè)一分二功率分配器C的輸出連接精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器D，每個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器D對(duì)應(yīng)連接有終端負(fù)載電阻E，以及對(duì)應(yīng)的熱電堆F，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器A的輸出同時(shí)輸入反饋數(shù)字電路G，反饋數(shù)字電路G與精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器D和熱電堆F連接；其中，十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器的結(jié)構(gòu)式完全相同，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的梁寬I與精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器梁寬Wd的關(guān)系有兩種⑴、Cd <2/(Zq ) =i> Wr=IOxWd ；⑵、Cr>2/(Z0oj) =i> Wd=IOxWr，Cd 是精確
測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器的梁與中心導(dǎo)線的交疊電容，Cr是粗測(cè)用電容式MEMS 微波功率傳感器的梁與中心導(dǎo)線的交疊電容，A是電容式MEMS微波功率傳感器CPW的特征阻抗值，ω是電容式MEMS微波功率傳感器CPW的頻率值。下面以固支梁電容式MEMS微波功率傳感器做具體說(shuō)明。如圖2-5，固支梁電容式MEMS微波功率傳感器由一個(gè)固支梁5跨接在CPW地線3和信號(hào)線2上，錨區(qū)6位于兩根CPW地線3上，固支梁懸浮于CPW信號(hào)線2和驅(qū)動(dòng)電極7之上， 位于固支梁下方的驅(qū)動(dòng)電極7和CPW的信號(hào)線都覆蓋一層氮化硅介質(zhì)層4 ；驅(qū)動(dòng)電極7的引線穿過(guò)CPW地線3引出，CPff地線3的斷開(kāi)處用空氣橋9相連接；功率分配器均由Wi Ikinson 功率分配器構(gòu)成，通過(guò)CPW相連接；終端負(fù)載電阻由兩個(gè)電阻值為100Ω的TaN材料形成的電阻塊跨接在CPW的地線3和信號(hào)線2之間形成；熱電堆是有一組具有keback效應(yīng)的電阻串聯(lián)而成，每個(gè)單獨(dú)的電阻是由金質(zhì)熱偶臂11和輕摻雜的砷化鎵熱偶臂12串聯(lián)而成。本發(fā)明粗測(cè)用固支梁電容式MEMS微波功率傳感器的梁寬I與精確測(cè)量用固支梁電容式MEMS微波功率傳感器梁寬Wd的關(guān)系原理分析如下
權(quán)利要求
1.微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是包括電容式MEMS微波功率傳感器、功率分配器、終端負(fù)載電阻、熱電堆和反饋數(shù)字電路，電容式MEMS微波功率傳感器包括一個(gè)粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器和十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器，十一個(gè)電容式MEMS微波功率傳感器的梁結(jié)構(gòu)各自具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電極，功率分配器包括一個(gè)一分五功率分配器和五個(gè)一分二功率分配器，終端負(fù)載電阻、熱電堆對(duì)應(yīng)于精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器，所有電容式MEMS微波功率傳感器、功率分配器、終端負(fù)載電阻和熱電堆均設(shè)置在砷化鎵襯底上，通過(guò)共面波導(dǎo)CPW連接，信號(hào)輸入粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的輸出連接一分五功率分配器，一分五功率分配器的每一個(gè)輸出支路連接一個(gè)一分二功率分配器，每一個(gè)一分二功率分配器的輸出連接精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器，每個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器對(duì)應(yīng)連接有終端負(fù)載電阻，以及對(duì)應(yīng)的熱電堆，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的輸出同時(shí)輸入反饋數(shù)字電路，反饋數(shù)字電路與精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器和熱電堆雙向連接；其中，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的梁寬I與精確測(cè)量用電容式MEMS 微波功率傳感器梁寬Wd的關(guān)系有兩種(1)、Cd <21(Z0CO) =i> Wr=IOxWd ；⑵、 Q>2/(Z0 ) =i>巧=IOx^，Cd是精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器的梁與中心導(dǎo)線的交疊電容，Cr是粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的梁與中心導(dǎo)線的交疊電容，Z0是電容式MEMS微波功率傳感器CPW的特征阻抗值，ω是電容式MEMS微波功率傳感器CPW的頻率值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所有電容式 MEMS微波功率傳感器為固支梁電容式MEMS微波功率傳感器。
3.權(quán)利要求1或2所述的微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征是微波信號(hào)輸入自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，在粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器上慢慢加直流電壓，直至所測(cè)的電容變化為初始電容值的1. 5倍時(shí)，也就是粗測(cè)電容式MEMS微波功率傳感器的梁處于下拉的臨界狀態(tài)，粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器將此時(shí)所加的直流電壓值，也就是下拉電壓V”輸入反饋數(shù)字電路，反饋數(shù)字電路將下拉電壓V”的I/λ/ 萬(wàn)作為加在精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器上的直流電壓序列的基準(zhǔn)電壓，產(chǎn)生出十個(gè)精度更高一位， 以I"為序列首的遞增或遞減執(zhí)行電壓序列，加載在十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器上所有精確測(cè)量用MEMS微波功率傳感器的下拉電壓是一樣的!/VTOxFpr= Vp_d(X) = Vp_d(2)=……=Vp_d(w)且十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器各自的受到的實(shí)際下拉電壓Vp d(i) ’為各自所加執(zhí)行電壓\ d(i)和各自微波功率等效電壓V^m)之和Vp—d ⑴ =Ve—d ⑴ +Veq—d ⑴i是十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器的編號(hào)，取值范圍1 10，則經(jīng)過(guò)反饋數(shù)字電路調(diào)節(jié)執(zhí)行電壓序列，精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器中必定會(huì)產(chǎn)生一部分傳感器的梁被下拉，一部分梁沒(méi)有被下拉，反饋數(shù)字電路檢測(cè)對(duì)應(yīng)的十個(gè)終端負(fù)載電阻的反應(yīng)，得到10個(gè)支路的精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器的狀態(tài)，求取其中與沒(méi)有被下拉傳感器毗鄰的傳感器的微波功率等效電壓Vrai d(iQ) 即得到對(duì)應(yīng)支路中的微波功率等效的電壓值通過(guò)公式
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征是測(cè)量精度位的量程范圍與精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)，反饋數(shù)字電路根據(jù)檢測(cè)精度要求，調(diào)節(jié)執(zhí)行電壓序列的精度。
5.權(quán)利要求2所述的微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的制備方法，其特征是固支梁電容式MEMS微波功率傳感器由一個(gè)固支梁(5)跨接在CPW地線(3)和信號(hào)線(2)上，錨區(qū)(6)位于兩根CPW地線(3)上，固支梁懸浮于CPW信號(hào)線⑵和驅(qū)動(dòng)電極(7)之上，位于固支梁下方的驅(qū)動(dòng)電極(7)和CPW的信號(hào)線都覆蓋一層氮化硅介質(zhì)層；驅(qū)動(dòng)電極(7)的引線穿過(guò)CPW地線(3)引出，CPW地線(3)的斷開(kāi)處用空氣橋(9)相連接；功率分配器均由Wilkinson功率分配器構(gòu)成，通過(guò)CPW相連接；終端負(fù)載電阻由兩個(gè)電阻值為100 Ω的 TaN材料形成的電阻塊跨接在CPW的地線(3)和信號(hào)線(2)之間形成；熱電堆是有一組具效應(yīng)的電阻串聯(lián)而成，每個(gè)單獨(dú)的電阻是由金質(zhì)熱偶臂(11)和輕摻雜的砷化鎵熱偶臂(12)串聯(lián)而成，制備工藝為1)準(zhǔn)備砷化鎵襯底(1)選用外延的半絕緣砷化鎵襯底(1)，其中外延N+砷化鎵的摻雜濃度為1018cnT3，其方塊電阻值為100 130 Ω / 口；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(12)的圖形和歐姆接觸區(qū)；3)反刻N(yùn)+砷化鎵，形成其摻雜濃度為1017cm_3的熱電堆的半導(dǎo)體熱偶臂(12)；4)光刻和濺射TaN，剝離，形成終端負(fù)載電阻以及一分五功率分配器和一分二功率分配器的隔離電阻(10)，即TaN薄膜電阻；5)光刻去除將要保留金鍺鎳/金地方的光刻膠；6)濺射金鍺鎳/金，其厚度共為2700A;7)剝離，形成熱電堆的金屬熱偶臂(11)；8)光刻去除在固支梁電容式MEMS微波功率傳感器的CPW、梁結(jié)構(gòu)和靜電驅(qū)動(dòng)電極(7)以及其引線，一分五功率分配器和一分二功率分配器CPW基礎(chǔ)圖形上的光刻膠；9)濺射金剝離去除光刻膠；形成固支梁電容式MEMS微波功率傳感器的CPW、梁結(jié)構(gòu)和靜電驅(qū)動(dòng)電極(7)以及其引線，一分五功率分配器和一分二功率分配器CPW基礎(chǔ)圖形，金的厚度為0. 3 μ m ；10)淀積氮化硅介質(zhì)層用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法工藝生長(zhǎng)1000A的氮化硅介質(zhì)層⑷；11)光刻并刻蝕氮化硅介質(zhì)層⑷保留靜電驅(qū)動(dòng)電極(7)的氮化硅⑷和空氣橋(9) 下方驅(qū)動(dòng)電極引線(8)的上的氮化硅介質(zhì)層；12)淀積并光刻聚酰亞胺犧牲層；在砷化鎵襯底上涂覆1.6 μ m厚的聚酰亞胺犧牲層，要求填滿凹坑，聚酰亞胺犧牲層的厚度決定了梁與氮化硅介質(zhì)層(4)所在平面的距離，光刻聚酰亞胺犧牲層，僅保留梁下方和空氣橋(9)下方的犧牲層；13)濺射鈦/金/鈦；濺射用于CPW、梁結(jié)構(gòu)、梁和空氣橋(9)的底金鈦/金/鈦= 500/1600/ 300A；14)光刻鈦/金/鈦；去除CPW、梁結(jié)構(gòu)和空氣橋(9)以外的光刻膠；15)電鍍金；電鍍金的厚度為2μ m，16)去除光刻膠；17)反刻金層，腐蝕底金層，形成CPW、梁結(jié)構(gòu)、梁和空氣橋(9)；18)釋放犧牲層；用顯影液溶解梁結(jié)構(gòu)和空氣橋(9)下方的聚酰亞胺犧牲層，并用無(wú)水乙醇脫水，形成懸浮的梁結(jié)構(gòu)和空氣橋(9)。
全文摘要
微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法和制備方法，檢測(cè)系統(tǒng)包括一個(gè)粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器、十個(gè)精確測(cè)量用電容式MEMS微波功率傳感器、功率分配器、終端負(fù)載電阻、熱電堆和控制用的反饋數(shù)字電路，反饋數(shù)字電路根據(jù)粗測(cè)用電容式MEMS微波功率傳感器的粗測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓，并衍生出十個(gè)精度更高一位以粗測(cè)結(jié)果的為序列首的遞增執(zhí)行電壓序列，再參考終端負(fù)載電阻的反應(yīng)以及精度的需求，改變執(zhí)行電壓的序列，最終根據(jù)臨界的下拉固支梁電容式MEMS微波功率傳感器的執(zhí)行電壓計(jì)算出十個(gè)支路的微波功率的值。本發(fā)明提出一種新的微電子機(jī)械微波功率自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法和制備方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)微波功率的精確檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01R21/133GK102175910SQ20111005506
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者廖小平, 朱政 申請(qǐng)人:東南大學(xué)