[发明专利]MEMS光纤氢气传感器及形成方法

权利要求书

1.一种MEMS光纤氢气传感器，其特征在于，包括：

钯膜，用于吸收氢气；

支撑薄膜，用于支撑所述钯膜，所述支撑薄膜包括相对的第一面和第二面以及连接在所述第一面和第二面之间的侧面，所述钯膜位于所述支撑薄膜的第一面；

形变梁，连接在所述支撑薄膜的侧面上，所述形变梁受力能产生形变；

框架，用于支撑所述形变梁，所述框架的第一端与所述形变梁连接；

第一反射膜，位于所述支撑薄膜的第二面；

支撑结构，具有通孔，所述框架的第二端设置在所述支撑结构的表面；

第二反射膜，位于所述通孔内，所述第二反射膜与所述第一反射膜相对并且对准所述第一反射膜，所述第一反射膜和所述第二反射膜之间形成FP腔体，并且所述第一反射膜和所述第二反射膜之间的距离为FP腔体的腔长；以及

检测光纤，用于向所述FP腔体发射激光，以及接收从所述FP腔体反射的激光。

2.如权利要求1所述的MEMS光纤氢气传感器，其特征在于，所述形变梁为长方体的形状，所述形变梁的一端连接在所述支撑薄膜的侧面，另一端连接在所述框架上。

3.如权利要求1所述的MEMS光纤氢气传感器，其特征在于，所述支撑薄膜具有四个侧面，每个所述侧面均至少连接一个形变梁，每个所述侧面连接的形变梁的数量相同。

4.如权利要求1所述的MEMS光纤氢气传感器，其特征在于，所述第一反射膜的轴线和所述第二反射膜的轴线重合。

5.如权利要求1所述的MEMS光纤氢气传感器，其特征在于，所述通孔的径向与所述第二反射膜的轴线重合。

6.如权利要求1所述的MEMS光纤氢气传感器，其特征在于，所述检测光纤位于所述通孔内。

7.如权利要求1所述的MEMS光纤氢气传感器，其特征在于，所述第二反射膜位于所述检测光纤的端面。

8.如权利要求1所述的MEMS光纤氢气传感器，其特征在于，所述第一反射膜包括复合介质膜或者金属膜；所述第二反射膜包括复合介质膜。

9.一种形成于1权利要求1～8任一项所述的MEMS光纤氢气传感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供SOI硅片，所述SOI硅片包括自下而上形成的衬底硅、埋层氧化层和顶层硅；

刻蚀所述顶层硅，形成图案化的顶层硅，所述图案化的顶层硅从内向外依次分为第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和第二部分分别形成支撑薄膜和形变梁，所述支撑薄膜包括相对的第一面和第二面；

刻蚀所述衬底硅，以形成通孔，所述通孔内露出所述埋层氧化层，剩余的所述衬底硅形成支撑结构；

去除支撑薄膜和形变梁下方的所述埋层氧化层，所述通孔露出所述支撑薄膜的第二面，剩余的所述埋层氧化层和所述第三部分共同形成框架；

通过所述通孔在所述支撑薄膜的第二面上形成第一反射膜；

在所述支撑薄膜的第一面形成钯膜；

提供检测光纤，在所述检测光纤的端面形成第二反射膜；以及

将所述检测光纤和所述第二反射膜安装在所述通孔内，以使得所述第二反射膜与所述第一反射膜相对并且对准所述第一反射膜，所述第一反射膜和所述第二反射膜之间形成FP腔体，并且所述第一反射膜和所述第二反射膜之间的距离为FP腔体的腔长。

10.如权利要求9所述的MEMS光纤氢气传感器的形成方法，其特征在于，通过氢氟酸湿法刻蚀或气相腐蚀的方法去除支撑薄膜和形变梁下方的所述埋层氧化层。

11.如权利要求9所述的MEMS光纤氢气传感器的形成方法，其特征在于，在所述支撑薄膜的第一面形成钯膜的方法包括：

通过磁控溅射的方法，在所述支撑薄膜的第一面沉积金属钯薄膜；

刻蚀所述金属钯薄膜，以形成钯膜。