[发明专利]一种基于折纸结构的高灵敏度温度传感器

说明书

本发明公开了一种基于折纸结构的高灵敏度温度传感器，包括衬底，蜂窝形结构梁，蜂窝形结构梁锚区，第一V形梁支梁、第二V形梁支梁、第三V形梁支梁、第四V形梁支梁，第一V形梁锚区、第二V形梁锚区、第三V形梁锚区、第四V形梁锚区，第一V形梁推动杆、第二V形梁推动杆，折纸结构梁，第一折叠薄膜结构、第二折叠薄膜结构、第三折叠薄膜结构、第四折叠薄膜结构，折纸结构梁锚区，金属电极和平面电感。本发明温度传感器采用温度‑位移‑电容转化原理，灵敏度高、检测误差小，且具有工艺兼容、设计灵活、结构简单等优势。

技术领域

本发明属于微电子器件技术领域，尤其涉及一种基于折纸结构的高灵敏度温度传感器。

背景技术

温度传感器是开发最早、应用最广的一类传感器,是将温度变化转换为电学量变化，其种类繁多、应用广泛。温度传感器可按照原理分为四类，分别是电阻式、热敏电阻式、热电偶式及微型温度传感器。微型温度传感器是MEMS工艺制备的新型温度传感器，与传统的传感器相比有体积小、质量轻、固有热容小等优点，在测量温度方面相对传统温度传感器有很大的优势。同时微型温度传感器与MEMS工艺兼容，可实现微型化、集成化设计，因此在气象检测、工业控制、安全警报等领域具有广泛的应用前景，但现有温度传感器存在功耗较大、灵敏度低、测量误差大等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于折纸结构的高灵敏度温度传感器,以解决现有温度传感器高功耗、灵敏度低、测量误差大、设计不灵活的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种基于折纸结构的高灵敏度温度传感器，包括衬底，蜂窝形结构梁，蜂窝形结构梁锚区，第一V形梁支梁、第二V形梁支梁、第三V形梁支梁、第四V形梁支梁，第一V形梁锚区、第二V形梁锚区、第三V形梁锚区、第四V形梁锚区，第一V形梁推动杆、第二V形梁推动杆，折纸结构梁，第一折叠薄膜结构、第二折叠薄膜结构、第三折叠薄膜结构、第四折叠薄膜结构，折纸结构梁锚区，金属电极和平面电感；

所述第一V形梁支梁、第二V形梁支梁，第一V形梁锚区、第二V形梁锚区和第一V形梁推动杆组成第一V形梁；所述第三V形梁支梁、第四V形梁支梁，第三V形梁锚区、第四V形梁锚区和第二V形梁推动杆组成第二V形梁；

蜂窝形结构梁锚区放置于衬底上，蜂窝形结构梁的x轴方向两端分别与第一V形梁推动杆和第二V形梁推动杆相连接，蜂窝形结构梁y轴正方向的一端与蜂窝形结构梁锚区相连接，第一V形梁支梁的两端分别与第一V形梁锚区和第一V形梁推动杆相连接，第二V形梁支梁的两端分别与第二V形梁锚区和第一V形梁推动杆相连接，第三V形梁支梁的两端分别与第三V形梁锚区和第二V形梁推动杆相连接，第四V形梁支梁的两端分别与第四V形梁锚区和第二V形梁推动杆相连接，折纸结构梁锚区放置于衬底上，折纸结构梁的两端分别与蜂窝形结构梁y轴负方向的一端和折纸结构梁锚区相连接，第一折叠薄膜结构、第二折叠薄膜结构、第三折叠薄膜结构和第四折叠薄膜结构对称分布于折纸结构梁上，第一折叠薄膜结构和第二折叠薄膜结构位于折纸结构梁的上表面，第三折叠薄膜结构和第四折叠薄膜结构位于折纸结构梁的下表面，金属电极位于折纸结构梁下方，平面电感的两端分别与金属电极和折纸结构梁锚区相连接；所述折纸结构梁悬空于衬底上；所述金属电极和平面电感放置于衬底上。

进一步的，所述第一折叠薄膜结构和第二折叠薄膜结构是关于折纸结构梁的y轴方向对称，所述第三折叠薄膜结构和第四折叠薄膜结构是关于折纸结构梁的y轴方向对称，所述第一折叠薄膜结构和第三折叠薄膜结构位于靠近蜂窝形结构梁的位置，所述第二折叠薄膜结构和第四折叠薄膜结构位于靠近折纸结构梁锚区的位置。

进一步的，所述蜂窝形结构梁是中心对称的菱形结构，蜂窝形结构梁悬空于衬底上。

进一步的，第一V形梁支梁和第二V形梁支梁是关于第一V形梁推动杆的y轴方向对称，第一V形梁锚区和第二V形梁锚区是关于第一V形梁推动杆的y轴方向对称，第一V形梁支梁、第二V形梁支梁和第一V形梁推动杆悬空于衬底上，第一V形梁锚区和第二V形梁锚区放置于衬底上。