一种双通道自检测的MEMS微波功率分配器及其制备方法与流程

文档序号:20490695发布日期:2020-04-21 22:01阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种双通道自检测的mems微波功率分配器,其特征在于,包括:位于砷化镓衬底(4)上的微波功分器(1)、热电式mems微波功率传感器(3)以及三个电容式mems微波功率传感器(2);

所述微波功分器(1)为“t”型对称结构,包括三个端口,所述微波功分器(1)的中间部分设有acps信号线(11);

所述热电式mems微波功率传感器(3)位于所述acps信号线(11)所组成的环形区域内;所述热电式mems微波功率传感器(3)用于测试所述微波功分器(1)输出端的不等分或失配情况;

每个所述电容式mems微波功率传感器(2)均通过cpw结构与一个所述端口连接;所述电容式mems微波功率传感器(2)用于测量三个所述端口处微波功率大小。

2.根据权利要求1所述的双通道自检测的mems微波功率分配器,其特征在于,所述微波功分器(1)还包括cpw结构(12)以及第一空气桥(13),

所述cpw结构(12)位于三个端口处,所述cpw结构(12)包括cpw信号线(121)以及地线(122);

所述第一空气桥(13)具有三个,每个所述第一空气桥(13)位于所述微波功分器(1)三个端口处的所述cpw信号线(121)的上方,所述第一空气桥(13)的两端设置在所述cpw信号线(121)两侧的地线(122)上,所述第一空气桥(13)下方的所述cpw信号线上(121)覆盖一层氮化硅绝缘介质层(5),所述第一空气桥(13)与其下方cpw信号线(121)构成电容。

3.根据权利要求1所述的双通道自检测的mems微波功率分配器,其特征在于,所述端口包括第一端口(14)、第二端口(15)以及第三端口(16),所述第一端口(14)为输入端,所述第二端口(15)以及所述第三端口(16)为输出端;

所述热电式mems微波功率传感器(3)包括隔离电阻(31)、热电堆(32)和衬底薄膜结构(33),所述隔离电阻(31)设置于所述第二端口(15)以及所述第三端口(16)之间,所述热电堆(32)设置在所述隔离电阻(31)旁,所述衬底薄膜结构(33)设置于所述隔离电阻(31)以及所述热电堆(32)热端下方;

所述热电堆(32)包括金属热偶臂(321)、半导体热偶臂(322)、第一金属连接线(323)以及直流输出压焊块(324),所述金属热偶臂(321)、所述半导体热偶臂(322)以及所述第一金属连接线(323)采用欧姆接触连接,所述直流输出压焊块(324)与所述第一金属连接线(323)连接。

4.根据权利要求3所述的双通道自检测的mems微波功率分配器,其特征在于,所述电容式mems微波功率传感器(2)包括mems固支梁(23)、传感电极(21)、传感电极的压焊块(22)和第二空气桥(24),

所述电容式mems微波功率传感器(2)的端口采用cpw结构(12)与所述微波功分器(1)的端口连接;

所述mems固支梁(23)横跨于所述cpw结构(12)之上,所述mems固支梁(23)的锚区(231)位于地线外侧;

所述传感电极(21)位于所述mems固支梁(23)的下方,所述传感电极(21)位于所述cpw信号线(121)和所述地线(122)之间,两个传感电极(21)均通过第二金属连接线(25)与所述地线(122)外侧的传感电极的压焊块(22)连接,被第二金属连接线(25)分开的地线通过第二空气桥(24)连接,在第二空气桥(24)下方第二金属连接线(25)上覆盖一层氮化硅绝缘介质层(5)。

5.根据权利要求1所述的双通道自检测的mems微波功率分配器,其特征在于,所述acps信号线(11)呈圆形结构,且所述acps信号线(11)的拐角处均采用圆角设计。

6.根据权利要求3所述的双通道自检测的mems微波功率分配器,其特征在于,所述隔离电阻(31)的材质为氮化钽,所述隔离电阻(31)的方块电阻为25±1欧姆/方块,所述隔离电阻(31)的电阻为100±1ω。

7.根据权利要求1~6任一项权利要求所述的双通道自检测的mems微波功率分配器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

s10提供砷化镓衬底,采用光刻、刻蚀以及隔离砷化镓,形成半导体热偶臂;

s20采用光刻、溅射以及剥离工艺,形成热电堆的金属热偶臂;

s30采用光刻、溅射氮化钽、剥离工艺,形成隔离电阻;

s40采用光刻、蒸发第一层金、剥离,初步形成cpw结构、acps信号线、第一金属连接线、第二金属连接线、传感电极、传感电极的压焊块和直流输出压焊块;

s50淀积氮化硅绝缘介质层,光刻并刻蚀氮化硅绝缘介质层,淀积并光刻聚酰亚胺牺牲层;

s60依次蒸发钛、金、钛金属,采用光刻工艺及反刻工艺,完全形成cpw结构、acps信号线、mems固支梁、第一空气桥、第二空气桥、传感电极、传感电极的压焊块、直流输出压焊块、第一金属连接线和第二金属连接线;以及

s70将该砷化镓衬底光刻并刻蚀,形成衬底薄膜结构,释放聚酰亚胺牺牲层。

8.根据权利要求7所述的双通道自检测的mems微波功率分配器的制备方法,其特征在于,所述衬底为外延n+重掺杂砷化镓,掺杂量级为1*1018cm-3

9.根据权利要求7所述的双通道自检测的mems微波功率分配器的制备方法,其特征在于,所述隔离电阻(31)的方块电阻为25±1欧姆/方块,所述隔离电阻(31)的电阻为100±1ω。

10.根据权利要求7所述的双通道自检测的mems微波功率分配器的制备方法,其特征在于,所述cpw结构(12)包括cpw信号线(121)以及地线(122)。


技术总结
本发明提供了一种双通道自检测的MEMS微波功率分配器及其制备方法,包括位于砷化镓衬底上的微波功分器、热电式MEMS微波功率传感器以及三个电容式MEMS微波功率传感器;所述微波功分器为“T”型对称结构,包括三个端口,所述微波功分器的中间部分设有ACPS信号线;所述热电式MEMS微波功率传感器位于所述ACPS信号线所组成的环形区域内;每个所述电容式MEMS微波功率传感器均通过CPW结构与一个所述端口连接。本发明通过电容式和热电式双通道能够实时在线检测MEMS微波功率分配器的两端口是否为等分微波功率或是否发生失配情况,并且在线测量出输入和输出端口处微波功率的比例,从而实现了MEMS微波功率分配器的实时在线功率自检测。

技术研发人员:张志强;郑从兵;韩磊
受保护的技术使用者:东南大学
技术研发日:2019.12.30
技术公布日:2020.04.21
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