[發明專利]一種同時檢測溫度、濕度的LC無源無線傳感器

在審

• 申請號: 201910344137.1
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110108381A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 李衛;陳婉翟;崔欣悅;任青穎;李金
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01K7/34
• 分類號: G01K7/34;G01N27/22
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種同時檢測溫度、濕度的LC無源無線傳感器，包括襯底，襯底上方設置有叉指正電極、叉指負電極、電感線圈，襯底與叉指正電極、叉指負電極、電感線圈之間存在一個空腔；叉指負電極表面覆有一層敏感介質，叉指正電極和叉指負電極形成叉指結構，叉指正電極和叉指負電極之間有空氣層，構成檢測電容；電感線圈位于叉指正電極和叉指負電極的外圍，電感線圈的尾部通過引線與叉指負電極連接，電感線圈與檢測電容構成LC傳感器諧振回路單元；所述空腔的四周設置有自下而上的氧化層、底層鈍化層、頂層鈍化層，氧化層位于襯底上。本發明可以實現對溫度和濕度的同時檢測，具有靈敏度高，響應快，結構簡單、體積小、成本低、壽命長的優點。

技術領域

本發明涉及一種基于微電子機械系統(Micro-Electro-Mechanical-System,MEMS)技術加工的電感-電容諧振回路式(Inductor–Capacitor,LC)無源無線傳感器，尤其是一種能夠同時遙測溫度和濕度兩個參數的無源無線傳感器。

背景技術

物聯網(Internet of Things,IOT)，是一種物物相連的網絡。它是新一代信息技術的高度集成和綜合運用，對新一輪產業變革和經濟社會綠色、智能、可持續發展具有重要意義，被稱作是繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。傳感器是物聯網感知層最主要的組成部分，是數據的采集入口。傳感器性能將直接影響后續控制系統和信息系統中數據的準確性，決定著整個物聯網系統特性和整體的性能指標，而且傳感器性能的提高和種類的增多，對智能裝備的應用也起著技術牽引和場景升級的作用。無源無線傳感器研究屬于面向物聯網應用的傳感器前沿研究領域。LC無源無線傳感器，即傳感器諧振回路由無源元件構成，結構簡單，價格便宜，理論上工作溫度不受限制，而且傳感器結構設計靈活，加工材料可多樣化，采集到的傳感器信號的頻譜信息豐富，使其在功能設計以及多參數設計研究等方面具有很大的潛力。溫度、濕度是與人們日常生活最為密切相關的兩個物理量，同時也是在科學實驗和生產活動中需要測量和控制的重要物理量。特別是隨著工業、農業等行業對智能化水平的需求的不斷提高以及物聯網技術的發展，環境溫濕度檢測的需求量急劇增加，結合新興技術，獨立創新，開發包括溫濕度傳感器在內的具有自主知識產權的無源無線傳感器迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的是提供一種同時檢測溫度、濕度的LC無源無線傳感器，以實現對溫度和濕度的同時檢測。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種同時檢測溫度、濕度的LC無源無線傳感器，包括襯底，襯底上方設置有叉指正電極、叉指負電極、電感線圈，襯底與叉指正電極、叉指負電極、電感線圈之間存在一個空腔；所述叉指負電極表面覆有一層敏感介質，叉指正電極和叉指負電極形成叉指結構，叉指正電極和叉指負電極之間有空氣層，構成檢測電容；所述電感線圈位于叉指正電極和叉指負電極的外圍，電感線圈的尾部通過引線與叉指負電極連接，電感線圈與檢測電容構成LC傳感器諧振回路單元；所述空腔的四周設置有自下而上的氧化層、底層鈍化層、頂層鈍化層，氧化層位于襯底上。

所述引線的一端位于頂層鈍化層內，并通過金屬層連接錨區固定。

所述引線為多晶硅層或電極金屬層。

所述襯底的材質為硅。

所述底層鈍化層和頂層鈍化層的材質均為氮化硅。

所述敏感介質的材質為氧化石墨烯，氧化石墨烯由選擇性生長的方式得到，如通過CVD生長而成。

所述叉指正電極、叉指負電極及電感線圈的材質為鎳。

所述叉指正電極、叉指負電極、電感線圈由電鍍工藝加工得到。

所述電感線圈為平面螺旋線圈。