[发明专利]呈90°角四输入微电子机械微波功率传感器及制备方法

权利要求书

1.一种呈90o角四输入微电子机械微波功率传感器，其特征在于：该结构制作在砷化镓衬底（14）上，在砷化镓衬底（14）上有四个CPW（5），它们彼此对称放置且相互之间呈90o的角，在每个CPW（5）输出端连接两个终端匹配电阻（6），每个终端匹配电阻附近有一个热电偶（7），这八个热电偶（7）构成四对热电偶（7）也呈对称放置并串联连接形成热电堆，在这热电堆的两端有两个输出压焊块（11），热电堆的热端靠近终端匹配电阻（6）而热电堆的冷端靠近金属散热片（10）；在砷化镓衬底（14）背面有MEMS衬底膜结构（12），它位于终端匹配电阻（6）和热电堆的热端下方。

2.根据权利要求1所述的呈90o角四输入微电子机械微波功率传感器，其特征在于：所述用于传输微波信号的输入端口（1、2、3和4）个数为四个，且彼此对称放置及相互之间呈90o的角。

3.根据权利要求1所述的呈90o角四输入微电子机械微波功率传感器，其特征在于：每个CPW输出连接两个终端匹配电阻（6）的方式为并联连接；在终端电阻（6）附近，由八个热电偶（7）构成的四对热电偶（7）同样呈对称放置，且相互之间呈90o的角；热电偶（7）之间以及热电堆与输出压焊块（11）之间通过连接线（13）实现连接。

4.一种如权利要求1所述的呈90o角四输入微电子机械微波功率传感器的制备方法，其特征在于制备方法为：

1）准备衬底（14）：选用外延的半绝缘砷化镓衬底（14）作为基底，其中外延N^＋ 砷化镓的掺杂浓度为为10¹⁸cm^-3，其方块电阻值为100～130Ω/□；

2）在外延的N^＋ 砷化镓衬底（14）涂覆光刻胶，保留预备制作欧姆接触区和初步形成热电堆的半导体热偶臂（8）的光刻胶，然后去除光刻胶地方的外延的N^＋ 砷化镓被隔离，形成欧姆接触区和初步形成热电堆的半导体热偶臂（8）；

3）反刻步骤2）中初步形成的热电堆半导体热偶臂（8），完全形成其掺杂浓度为10¹⁷cm^-3的热电堆的半导体热偶臂（8）；

4）在步骤3）得到的衬底（14）上涂覆光刻胶，去除预备制作热电堆的金属热偶臂（9）处的光刻胶；

5）在衬底（14）上溅射金锗镍/金，其厚度共为2700?；

6）剥离去除步骤4）中留下的光刻胶，连带去除了光刻胶上的金锗镍/金，形成热电堆的金属热偶臂（9）；

7）在步骤6）得到的衬底（14）上涂覆光刻胶，去除预备制作终端匹配电阻（6）处的光刻胶；

8）在衬底（14）上溅射氮化钽，其厚度为1μm；

9）将步骤7）中留下的光刻胶剥离去除，连带去除光刻胶上面的氮化钽，初步形成由氮化钽构成的终端匹配电阻（6）；

10）在砷化镓衬底（14）上涂覆光刻胶，去除预备制作CPW（5）、金属散热片（10）、输出压焊块（11）以及连接线（13）地方的光刻胶；

11）在衬底（14）上通过蒸发方式生长一层金，其厚度为0.3μm；

12）将步骤10）留下的光刻胶去除，连带去除了光刻胶上面的金，初步形成CPW（5）、金属散热片（10）、输出压焊块（11）以及连接线（13）；

13）反刻氮化钽，形成与CPW（5）输出端相连接的终端匹配电阻（6），其方块电阻均为25Ω/□；

14）通过蒸发方式生长用于电镀的底金：蒸发钛/金/钛，作为底金，其厚度为500/1500/300?；

15）涂覆光刻胶，去除预备制作CPW（5），金属散热片（10）、输出压焊块（11）以及连接线（13）地方的光刻胶；

16）电镀一层金，其厚度为2μm；

17）去除步骤15）中留下的光刻胶；

18）反刻钛/金/钛，腐蚀底金，形成CPW（5），金属散热片（10）、输出压焊块（11）以及连接线（13）；

19）将该砷化镓衬底（14）背面减薄至100μm；

20）在砷化镓衬底（14）的背面涂覆光刻胶，去除预备在砷化镓（14）背面形成膜结构（12）地方的光刻胶；

21）刻蚀减薄终端匹配电阻（6）和热电堆的热端下方的砷化镓衬底（14），形成膜结构（12），刻蚀80μm的衬底厚度，保留20μm的膜结构（12）。