本發明提供了一種基于MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器，該壓力傳感器包括感知壓力的腔體薄膜(1)和設置在腔體薄膜(1)表面的終端式微波功率傳感器(2)；其中，終端式微波功率傳感器(2)包括并聯的第一匹配電阻(2a1)、第二匹配電阻(2a2)、共面波導信號線(2b1)、第一共面波導地線(2b2)、第二共面波導地線(2b3)和熱電堆(2c)；第一共面波導地線(2b2)和第二共面波導地線(2b3)分別設置在共面波導信號線(2b1)兩側且相距一定距離。本發明可以實現壓力的測量。

技術領域

本發明是一種基于MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器，屬于微電子器件技術領域。

背景技術

壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。近年來，壓力傳感器的發展越來越趨向于微型化。微壓力傳感器是采用半導體材料和MEMS工藝制造的新型壓力傳感器。與傳統壓力傳感器比擬，微壓力傳感用具有精度高、敏捷度高、動態特性好、體積小、耐侵蝕、成本低等長處。近年來，我國物聯網取得了長足發展，而傳感器作為物聯網中的必要組成部分，也必將得到進一步推廣和應用，在這樣的形勢下，開展壓力傳感器產業化方面的工作是非常有意義的。

因此，本發明是基于MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器，當腔體薄膜所受壓力發生變化時，腔體薄膜發生形變，薄膜內應力改變，由于壓阻效應導致匹配電阻的阻值發生變化，從而產生失配，導致一部分微波功率發生反射，這會使得熱電堆輸出的熱電勢發生改變，從而實現壓力的測量。相比而言，基于MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器具有以下主要特點：一、MEMS終端式微波功率傳感器的具有壓阻效應的匹配電阻阻值改變對微波功率的反射非常敏感，因此可以提高靈敏度；二、該壓力傳感器為電壓輸出，相較于傳統壓力傳感器的電容或電阻變化量的輸出更易于測量；三、該壓力傳感器結構簡單、體積小、且消耗的功率低，可以實現高可靠、微型化和低功耗的應用需求；四、該壓力傳感器的制作無需特殊的材料并且與Si或GaAs工藝完全兼容。

基于以上MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器特點，很明顯的可以看出本發明與傳統的壓力傳感器相比提高了靈敏度，輸出測量更加簡易，并具有結構簡單、體積小、功耗低的特點。本發明結構與Si或GaAs工藝兼容，具有高重復性、低生產成本等優點，很好的滿足了集成電路對器件的基本要求。因此，基于MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器具有較好的應用價值和廣闊的市場潛力。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種基于MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器，該壓力傳感器利用腔體薄膜感應壓力的變化，通過壓力變化時腔體薄膜發生形變，薄膜內應力改變，使得由于壓阻效應導致匹配電阻的阻值發生變化，從而產生失配，導致一部分微波功率發生反射，這會使得熱電堆輸出的熱電勢發生改變，從而實現壓力的測量。采用該結構可以實現高靈敏度、電壓輸出和低功耗，并且能與Si或GaAs工藝相兼容，解決在材料、工藝、可靠性、可重復性和生產成本等諸多方面的問題，從而為實現基于MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器在工業自控領域中的產業化應用提供了支持和保證。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于MEMS終端式微波功率傳感器結構的壓力傳感器，該壓力傳感器包括感知壓力的腔體薄膜和設置在腔體薄膜表面的終端式微波功率傳感器；其中，終端式微波功率傳感器包括并聯的第一匹配電阻、第二匹配電阻、共面波導信號線、第一共面波導地線、第二共面波導地線和熱電堆；

第一共面波導地線和第二共面波導地線分別設置在共面波導信號線兩側且相距一定距離；第一匹配電阻布置在共面波導信號線和第一共面波導地線之間，第二匹配電阻布置在共面波導信號線和第二共面波導地線之間；熱電堆設置在共面波導信號線相對的位置且與其相距一定距離；