[发明专利]一种基于相位检测原理的MEMS压力传感器及制备方法

权利要求书

1.一种基于相位检测原理的MEMS压力传感器，其特征在于，所述MEMS压力传感器包括：

衬底；

CPW传输线，设置在所述衬底上，所述CPW传输线包括CPW信号线以及位于所述CPW信号线两侧的CPW地线，所述CPW信号线与所述CPW地线相互平行设置；

凹槽，所述凹槽设置在所述衬底上，所述凹槽位于所述CPW信号线下方；

MEMS梁，设置在所述凹槽的底面和靠近所述CPW地线的两个侧面上，并与两条所述CPW地线均连接；以及

MEMS薄膜，位于所述凹槽上方，并与所述CPW信号线的背面相接触，其两端置于所述CPW地线上，并与所述凹槽形成密闭腔体；其中，

位于所述MEMS薄膜上的所述CPW信号线与位于所述凹槽中的MEMS梁构成电容；

所述CPW传输线上传输的RF信号的相位随着所述电容值的改变而改变。

2.根据权利要求1所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器，其特征在于，所述凹槽为U型槽，所述凹槽的轴线与所述CPW信号线平行。

3.根据权利要求1所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器，其特征在于，还包括缓冲介质层，所述缓冲介质层设置在所述衬底和凹槽的表面。

4.根据权利要求1所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器，其特征在于，所述MEMS薄膜与所述凹槽构成的密闭腔体为完全密闭空间，即所述密闭腔体内部空气不与外部空气流通。

5.根据权利要求1所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器，其特征在于，所述MEMS薄膜与所述CPW信号线机械耦合，即所述CPW信号线位于凹槽正上方的部分随着所述密闭腔体的内外压差变化与所述MEMS薄膜一起发生形变。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

准备衬底；

在所述衬底上刻蚀出凹槽，并在所述衬底上形成缓冲介质层；

在所述缓冲介质层上依次通过光刻、蒸发、剥离，获得MEMS梁和CPW地线；

淀积并光刻牺牲层，保留凹槽内部的牺牲层；

在所述牺牲层上形成MEMS薄膜，并在所述MEMS薄膜位于CPW信号线两侧的部分留有释放孔，用于后续步骤中牺牲层的释放；

在所述MEMS薄膜上依次蒸发种子层，并进行光刻、电镀、去除光刻胶、反刻，形成CPW信号线；

释放牺牲层，并填补MEMS薄膜上的释放孔。

7.根据权利要求6所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器的制备方法，其特征在于，所述MEMS梁、所述CPW地线以及所述CPW信号线的材质为金。

8.根据权利要求6所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器的制备方法，其特征在于，所述衬底采用高阻硅，其电阻率大于1kΩ·cm。

9.根据权利要求6所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器的制备方法，其特征在于，所述凹槽的深度为1-50μm，所述MEMS梁、所述CPW地线和所述CPW信号线的厚度为0.1-5μm。

10.根据权利要求6所述的基于相位检测原理的MEMS压力传感器的制备方法，其特征在于，所述MEMS薄膜采用氮化硅，其厚度为0.1-3μm。