[发明专利]一种基于特殊石英材料的声表面波温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于特殊石英材料的声表面波温度传感器，属于半导体平面制造技术领域。

背景技术

传统的声表面波谐振器一般是无加权设计的，个别有单或双加权的设计，体现为叉指换能器的切趾加权和反射栅的变迹加权，虽然得到加权效果，例如抑制点得以增强、Q值增大，却增加了器件的插入损耗。

传统的温度传感器是先将某种待测物理量的变化，转化为其它物理量的幅度变化，再通过数字技术转化成频率变化量；这种做法不仅采样速度和精度低（13.5kHz~13.5MHz），同时增加了其它转化过程，信息量受到损失。

发明内容

本发明为解决现有的声表面波温度传感技术存在的采样速度和精度较低、转化过程信息损失较多的问题，进而提供了一种基于特殊石英材料的声表面波温度传感器。为此，本发明提供了如下的技术方案：

一种基于特殊石英材料的声表面波温度传感器，包括一个叉指电极、若干个反射栅条和衬底材料，所述叉指电极以重叠加权的形式设置在所述衬底材料上，所述若干个反射栅条以预定的相位点阵加权的形式设置在所述衬底材料上。

本发明采用声表面波器件将温度变化量转化为器件中心频率的变化量，并经将频率的变化量输出，具有较高的采样速度和精度；采用的声表面波器件为一单端对声表面波谐振器，其中反射栅阵采用点阵式相位加权技术，进一步提高了器件的Q值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的具体实施方式提供的基于特殊石英材料的声表面波温度传感器的结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的设置有螺旋天线的声表面波温度传感器的结构示意图；

图3是本发明的具体实施方式提供的反射栅阵相位点阵加权技术的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本具体实施方式提供了一种基于特殊石英材料的声表面波温度传感器，如图1所示，包括一个叉指电极1、若干个反射栅条2和衬底材料3，叉指电极1以重叠加权的形式设置在衬底材料3上，若干个反射栅条2以预定的相位点阵加权的形式设置在衬底材料3上。

优选的，由于各向异性水晶晶体的内部各个方向上的声速和机电耦合系数是不一样的，因此本具体实施方式采用AT37.82°~40.45°切割的水晶晶体基片作为单端对声表面波谐振器的衬底材料，这个特殊方向上的温度和频率满足所要求的线形关系。

具体的，叉指电极1以重叠加权的形式设置在衬底材料3上，一端为信号输入端，另一端为信号输出端。如图2所示，螺旋天线4的信号输如端与叉指电极的信号输出连接。在水晶材料N—维向量空间里的倒速度表面上，找到某个满足所要求的频率—温度变化关系的声传输模式方向，沿着这个计算好的方向实际切割水晶晶体（AT37.82°—40.45°），并制成晶圆片，并利用现有的微细加工工艺制作声表面波单端对谐振器。若干个反射栅条2以预定的相位点阵加权的形式设置在衬底材料3上。

外围电路匹配上，需要预先测出直通信号和声信号，并将声信号做适当延迟实现对多路径干扰的抑制（本具体实施方式中存在和电信号完全不同物理量的声信号），射频信号由螺旋天线发射。配套的PCB电路板和声表面波温度传感芯片设置在衬底材料的顶部，声表面波温度传感芯片的匹配电路设置在衬底材料的底部。

在实际生产中，通过微细加工光刻工艺中的正胶剥离工艺的方法，使本产品/工艺/技术能够保证声表面波谐振器上所有设计要求的叉指换能器及反射栅阵线条宽度的精准度，最终实现了合格产品/工艺/技术。

采用本具体实施方式提供的技术方案，通过采用声表面波器件将温度变化量转化为器件中心频率的变化量，并经将频率的变化量输出，具有较高的采样速度和精度；采用的声表面波器件为一单端对声表面波谐振器，其中反射栅阵采用点阵式相位加权技术，进一步提高了器件的Q值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。