[發(fā)明專利]一種聲子晶體聲表面波溫度傳感器

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710711047.2
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN109405997A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設計）人: 潘小山;楊瀅璇;梁圣法
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01K11/26
• 分類號: G01K11/26;C23C28/00;C23C14/04;C23C16/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種聲子晶體聲表面波溫度傳感器。該聲子晶體聲表面波溫度傳感器包括：襯底；置于襯底上的雙通道聲表面波延遲線結構，雙通道包括敏感通道和參比通道，每個結構包括發(fā)射極、聲子晶體、接收極；參考通道上基于聲表面波電極材料之上生長二氧化硅溫度補償層。發(fā)射極采用發(fā)散狀指條結構，用于改善插損。設置的補償層通道可以有效抑制環(huán)境中其他變量對溫度造成的干擾。

技術領域

本發(fā)明涉及溫度傳感器的檢測及結構設計領域。

背景技術

傳感器作為物聯(lián)網系統(tǒng)的底層和信息采集的關鍵，決定著整個物聯(lián)網系統(tǒng)的效率和智能化程度。很多場景都需要對溫度進行監(jiān)測，溫度傳感器作為傳感器家族中的重要一員具有越來越重要的用途。與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比，聲表面波溫度傳感器不僅可以與測量介質緊密接觸以實現(xiàn)溫度數(shù)據的準確測量，而且還能采用與雷達系統(tǒng)類似的問詢-反饋機制對數(shù)據進行無線傳輸，并且在這一傳輸過程中也無需敏感元件提供能量，這種無線無源的傳感器件具有更為廣闊的發(fā)展空間。

聲表面波溫度傳感器對外界環(huán)境非常靈敏，應用于溫度傳感器時一般需要封裝，但是封裝后會影響對溫度響應時間及相應精度，極大地削弱了聲表面波溫度傳感器的準確性和實用性。為了減弱封裝對聲表面波溫度傳感器的影響，我們設計了帶有參比通道的聲子晶體聲表面波溫度傳感器。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對背景技術的缺陷，通過設計新型的聲子晶體聲表面波溫度傳感器，實現(xiàn)對溫度的快速響應。

本發(fā)明為解決上述技術問題，采用的技術方案如下：

所述基于聲子晶體聲表面波溫度傳感器包括：襯底；置于襯底上的雙通道聲表面波延遲線結構，雙通道包括敏感通道和參比通道，每個結構包括發(fā)射電極、聲子晶體結構、接收電極；發(fā)射電極采用發(fā)散狀指條結構；有別于敏感通道，在參比通道結構之上還有一層厚的二氧化硅溫度補償層。

所述器件襯底采用硅酸鎵鑭、鈮酸鋰或者石英作為壓電襯底。

所述發(fā)射電極的發(fā)散角度處于0°到60°之間。發(fā)射電極和接收電極的材料采用鋁或者金材料，寬度為聲表面波波長的1/4。電極的長度大于100個聲表面波波長。所述發(fā)射電極和接收電極之間的距離為100個聲表面波波長。這里的聲表面波波長指的是聲表面波器件中心頻率處的波長。

所述聲子晶體采用鋁、銅或者金材料，聲子晶體為圓柱狀結構，直徑為聲表面波波長的1/2，周期為1個聲表面波波長，傳播方向上有50個周期的聲子晶體。聲子晶體的高度大于500納米。

所述二氧化硅溫度補償層只在參比通道之上生長，生長的厚度大于600納米。采用磁控濺射化學氣相沉積方法實現(xiàn)。

本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果：

通過在參比通道結構之上設計一層厚的二氧化硅溫度補償層，可以有效抑制環(huán)境中其他變量對溫度造成的干擾，提高聲表面波傳感器對溫度的響應時間及傳感精度。

附圖說明

圖1是一種新型聲表面波溫度傳感器的結構圖。

圖2是一種新型聲表面波溫度傳感器的截面圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

參照附圖1及附圖2所示，本實施例制作工藝如下：

1、襯底1：襯底采用壓電襯底，襯底背面拋光，正面高精度打磨。

2、電極結構2和4：發(fā)射電極2和接收電極4采用鋁電極或者金電極材料制作，電極厚度為中心波長的8％，寬度為波長的1/4。