[发明专利]一种基于微型桥谐振器的薄膜热电变换器的结构及制作方法

权利要求书

1.一种基于微型桥谐振器的薄膜热电变换器，其特征在于：薄膜热电变换 器主要由加热电阻(1)、微型桥谐振器和密封环(3)组成，所述的微型桥谐振 器由微机械桥(5)、激振器和拾振器组成；该薄膜热电变换器采用以下工艺步 骤制作得到：

(1)制作加热电阻(1)：

a)采用低压化学气相淀积、等离子化学气相淀积、热氧化方法在硅片表面 制作绝热薄膜(4)；

b)蒸发或溅射金属薄膜，光刻或剥离技术制作加热电阻(1)图形；

c)背面光刻，形成背腐蚀窗口，各向异性腐蚀硅衬底，直到背面暴露出绝 热薄膜(4)；

(2)制作微型桥谐振器：

a)原始材料为普通硅片或SOI硅片，其正面利用各种薄膜工艺制作双层或 多层薄膜，在硅片正面光刻微机械桥(5)的形状，腐蚀上述双层或多层薄膜的 复合膜系；

b)在微机械桥(5)上制作激振器和拾振器，形成微型桥谐振器，制作金 属内引线；

c)正面或背面光刻腐蚀窗口，各向异性干法或湿法腐蚀释放微型桥谐振器；

(3)将加热电阻(1)与微型桥谐振器组合在一起：

a)如果微型桥谐振器接触式测量加热电阻(1)的温度，则将制作有加热 电阻(1)的硅片与制作有微型桥谐振器的硅片通过阳极键合、玻璃焊料密封技 术封装在一起；划片、焊接外引线；

b)如果微型桥谐振器作为红外探测器非接触式测量加热电阻(1)的温度 场，则将加热电阻(1)辐射的红外线经红外聚焦透镜耦合入红外传输光纤，再 传导到独立封装的微型桥谐振器温度敏感元件。

2.根据权利要求1所述的一种基于微型桥谐振器的薄膜热电变换器，其特 征在于：加热电阻(1)的温度通过微型桥谐振器测量，加热电阻(1)温度升 高后其热量经对流、辐射或热传导途径引起微型桥谐振器温度升高，由于组成 微型桥谐振器的材料的热膨胀系数不同，轴向压应力增加或拉应力下降，谐振 频率下降，通过测量谐振频率的变化可反映出加热电阻(1)的温度信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于微型桥谐振器的薄膜热电变换器，其特 征在于：微型桥谐振器通过接触式测量加热电阻(1)的温度场，或作为红外探 测器非接触式测量加热电阻(1)的温度场，作为红外探测器使用时，加热电阻 (1)辐射的热量由聚焦透镜接收后经过光纤传送到微型桥谐振器。

4.根据权利要求1所述的一种基于微型桥谐振器的薄膜热电变换器，其特 征在于：微型桥谐振器采用以下激振方式：静电激励、光热激励、电热激励、 压电激励、电磁激励；微型桥谐振器谐振频率采用以下方式检测：电容拾振、 光干涉或光杠杆法拾振、压敏电阻拾振、压电拾振、隧道电流拾振。