[发明专利]一种压力传感器及其制备方法、压力检测系统

摘要

本发明公开了一种压力传感器及其制备方法、压力检测系统。压力传感器由包括从顶部到底部依次为硅层、氧化硅层和硅层的SOI硅片蚀刻而成；底部的硅层蚀刻出腔体结构；顶部的硅层经蚀刻后形成的结构包括输入硅条单元、环形硅条单元和耦合光输出硅条单元；所述输入硅条单元用于接收外部的光线；所述环形硅条单元为由直线硅条和介质槽构成的多边形环形硅条单元；所述耦合光输出硅条单元用于将接收的光线输出至外部；各直线硅条的横截面结构由两侧的深度为h的硅层和中间深度为H、宽度为W的凸起硅层组成，h、H和W满足一定公式要求。本发明的基于光波导环形谐振腔的压力传感器，能与光纤高效耦合，且尺寸可在微米级，满足微型化要求。

主权项

一种基于光波导环形谐振腔的压力传感器，其特征在于：由包括从顶部到底部依次为硅层、氧化硅层和硅层的SOI硅片蚀刻而成；底部的硅层蚀刻出腔体结构；顶部的硅层经蚀刻后形成的结构包括：输入硅条单元、环形硅条单元和耦合光输出硅条单元；所述输入硅条单元包括直线硅条，用于接收外部的光线；所述环形硅条单元包括由n条直线硅条首尾连接形成的环形结构和一输入介质槽、n‑2个反射介质槽，一输出介质槽，n为大于等于3的整数；所述输入介质槽用于对输入硅条单元传输的光线进行部分反射、部分透射，并将部分透射的光线传输至所述环形硅条单元的一直线硅条中；所述反射介质槽用于将所述环形硅条单元中的一直线硅条中的光线完全反射到另一直线硅条中；所述输出介质槽用于对所述环形硅条单元中的一直线硅条中的光线进行部分反射、部分透射，并将部分透射的光线传输至所述输出硅条单元中；所述环形硅条单元中，所述输入介质槽、n‑2个所述反射介质槽和所述输出介质槽分别设置在所述环形结构的n个角部位置，且各介质槽的垂直线为相应角的角平分线；所述输入介质槽和输出介质槽的宽度为150～250纳米，所述反射介质槽的宽度在5微米以上，所述输入介质槽、输出介质槽和反射介质槽贯穿所述顶部的硅层，各介质槽内填充均一的折射率在1.5以下的物质；所述耦合光输出硅条单元包括直线硅条，用于将接收的光线输出至外部；各直线硅条的横截面结构由两侧的深度为h的硅层和中间深度为H、宽度为W的凸起硅层组成，h、H和W满足如下要求：其中，r＝h/H，c为0.3。