一種新型MEMS微波功率傳感器的設計與模擬
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3 傳感器的制備工藝
3．1 基本單元設計
微波功率傳感器中的終端負載電阻可用多種材料制備，如多晶硅電阻、鎳化鉻電阻、氮化鉭電阻等，但是由于電阻的發熱是傳感器熱傳導的核心環節，所以就要求電阻所采用材料的溫度系數要盡量小，而且為了整個傳感器的穩定性，吸收電阻必須具有長期工作的能力。根據工藝條件，并考慮到電阻的精確度、穩定性以及材料的溫度系數，采用了氮化鉭薄膜電阻作為終端負載。熱電堆的基本設計要求是要取得小的時間常數、高的響應率及小的內阻，熱電堆的這些參數由組成熱電堆的材料及其結構決定。當熱電堆的材料和熱電堆的結構確定之后，熱電堆的性能主要由熱電偶的尺寸和對數決定。減小熱電偶的長度可以減小熱電堆內阻和時間常數；增加熱電偶的長度可以增大冷熱端的溫差；增加熱電偶對數可以減小時間常數，增大響應率，增大探測率，但同時增加了內阻。在設計中應該充分考慮這些熱電堆的性能參數，并進行折中以獲得最佳結構，考慮到工藝線的實際情況，這里我們采用摻雜的GaAs以及Au作為熱電偶的兩臂來形成熱電堆，這樣不僅可以擁有較高的Seebeck系數而且內阻也比較小，并盡量加長臂長以獲得較高的溫差，同時使結構中
熱電偶對數超過2O，以提高熱電堆的性能，相應地也有利于提高傳感器的靈敏度。
3．2 制備工藝
這里采用GaAs單片微波集成電路(MMIC)Z藝來實現三明治型MEMS微波功率傳感器的結構，同時使用MEMS加工工藝將熱電堆熱端下的襯底通過背面刻蝕的技術去除，以減少熱損耗，三明治微波功率傳感器的工藝流程示意圖如圖6((a)～(g))所示。
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