[发明专利]额定电流可调且可监测的过流保护器及制备方法

权利要求书

1.一种额定电流可调且可监测的过流保护器，其特征在于，包括：

第一衬底（1）；

开放腔（11），在第一衬底（1）上表面形成；

悬臂梁（2），为正对开放腔（11）的悬空部分，并且作为第一衬底（1）的一部分，固定的一端称为固定端，悬空的一端称为悬空端；

第一绝缘层（3），覆盖在第一衬底（1）的上表面；

第二绝缘层（4），覆盖在第一绝缘层（3）的上表面；

第二衬底（10）；

第一电极（5），分为上第一电极（5-1）和下第一电极（5-2），分别对称设置在第二衬底（10）和第二绝缘层（4）上，且从悬臂梁（2）的固定端向悬臂梁（2）的悬空端方向设置；

第三电极（7），分为上第三电极（7-1）和下第三电极（7-2），分别对称设置在第二衬底（10）和第二绝缘层（4）上，且位于悬臂梁（2）的悬空端；

第二电极（6），分为上第二电极（6-1）和下第二电极（6-2），分别对称设置在第二衬底（10）和第二绝缘层（4）上，且位于第一电极（5）和第三电极（7）之间，且分别与第一电极（5）和第三电极（7）存在间隔；

其中，上第一电极（5-1）与下第一电极（5-2）紧密贴合；上第一电极（5-1）、上第二电极（6-1）、上第三电极（7-1）、下第二电极（6-2）、下第三电极（7-2）、引线（8）和焊盘（12）的厚度相同且小于下第一电极（5-2）的厚度；

键合层（9），分为上键合层（9-1）和下键合层（9-2），分别对称设置在第二衬底（10）和第二绝缘层（4）上，且位于第二衬底（10）的两端；所述第一衬底（1）和第二衬底（10）通过键合层（9）键合在一起；

对第二电极（6）施加电压，利用静电力的吸引作用改变第一电极（5）的贴合紧密度。

2.根据权利要求1所述的额定电流可调且可监测的过流保护器，其特征在于，所述第一电极（5）的面积为悬臂梁（2）面积的40%-60%，第二电极（6）的面积为第一电极（5）面积的10%-40%，第三电极（7）的面积为第二电极（6）面积的20%-50%。

3.根据权利要求1所述的额定电流可调且可监测的过流保护器，其特征在于，所述第一电极（5）、第二电极（6）和第三电极（7）分别通过一条引线（8）连接到一个对应的焊盘（12）上。

4.根据权利要求1所述的额定电流可调且可监测的过流保护器，其特征在于，所述第一衬底（1）的材料为单晶硅；所述第二衬底（10）的材料为玻璃。

5.根据权利要求1所述的额定电流可调且可监测的过流保护器，其特征在于，所述第一绝缘层（3）和第二绝缘层（4）的材料分别为二氧化硅和氮化硅，厚度均为50-100nm。

6.根据权利要求1所述的额定电流可调且可监测的过流保护器，其特征在于，所述悬臂梁（2）的厚度为3-10mm，悬臂梁（2）正下方开放腔（11）的高度为10-20mm。

7.根据权利要求1所述的额定电流可调且可监测的过流保护器，其特征在于，上第一电极（5-1）、上第二电极（6-1）、上第三电极（7-1）、下第二电极（6-2）、下第三电极（7-2）、引线（8）和焊盘（12）的厚度为200-500nm；下第一电极（5-2）的厚度为5.5-11.8mm。

8.一种根据权利要求1-7任一所述额定电流可调且可监测的过流保护器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：选用单晶硅作为第一衬底（1），通过感应耦合等离子体刻蚀技术在第一衬底（1）上表面各向异性刻蚀出若干窄浅槽以及位于悬臂梁（2）的悬空端的宽浅槽；

S02：在对步骤S01得到的窄浅槽的侧壁进行保护的同时，对窄浅槽下方的单晶硅进行各向同性腐蚀，释放悬臂梁（2）；

S03：对步骤S02得到的第一衬底（1）通过外延生长单晶硅，窄浅槽处形成封闭结构而宽浅槽无法封闭，从而形成了完整的悬臂梁（2）及开放腔（11）；

S04：在步骤S03得到的第一衬底（1）上表面依次使用等离子体增强化学气相沉积工艺形成二氧化硅作为第一绝缘层（3）以及氮化硅作为第二绝缘层（4）；

S05：在步骤S04得到的第一衬底（1）上表面依次通过两次剥离和磁控溅射制备TiW，形成下第一电极（5-2）、下第二电极（6-2）、下第三电极（7-2）和三个电极的引线（8）和焊盘（12）；

S06：在步骤S05得到的第一衬底（1）上表面通过剥离工艺依次制备Ti/Ni/Au/Sn/Au，形成下键合层（9-2）；

S07：选用玻璃作为第二衬底（10），在第二衬底（10）上仅通过一次剥离以及磁控溅射制备TiW，形成上第一电极（5-1）、上第二电极（6-1）、上第三电极（7-1）和三个电极的引线（8）和焊盘（12）；

S08：在步骤S07得到的第二衬底（10）上表面通过剥离工艺依次制备Ti/Ni/Au，形成上键合层（9-1）；

S09：将步骤S06得到的第一衬底（1）与步骤S08得到的第二衬底（10）利用共晶键合工艺通键合层（9）键合在一起，同时保证上第一电极（5-1）与下第一电极（5-2）紧密贴合。