[發明專利]基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器及制備方法

在審

• 申請號: 202110986216.X
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113670994A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 王耀;蘭之康;江洲瑋
• 申請（專利權）人: 南京高華科技股份有限公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

1.一種基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器，其特征在于，包括：

襯底；

CPW傳輸線，設置在襯底上，所述CPW傳輸線包括位于襯底上的CPW信號線以及位于所述CPW信號線兩側的CPW地線，所述CPW信號線與所述CPW地線相互平行設置；

凹槽，設置在所述襯底上，所述凹槽位于所述CPW信號線的正下方；

MEMS梁，設置在所述凹槽的底面和靠近所述CPW地線的兩個側面上，與兩條所述CPW地線均連接；

MEMS薄膜，位于所述凹槽正上方，并與所述CPW信號線的底面接觸，其兩端置于所述CPW地線上，并且所述MEMS薄膜位于CPW信號線兩側的部分設置通孔；

感濕層，位于所述MEMS梁和所述MEMS薄膜之間并填滿所述凹槽的內部空間。

2.根據權利要求1所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器，其特征在于，所述凹槽為U型槽，所述凹槽的中軸線與所述CPW信號線平行；所述襯底和所述凹槽表面設置有緩沖介質層。

3.根據權利要求1所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器，其特征在于，所述MEMS薄膜上的所述通孔由多個密集的小孔組成，使得所述感濕層能夠與外界空氣充分接觸。

4.根據權利要求1所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器，其特征在于，所述感濕層包括聚酰亞胺或氧化石墨烯。

5.根據權利要求1-4任一項所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

準備襯底，并在襯底上刻蝕出凹槽，在所述襯底上生長一層緩沖介質層；

在所述緩沖介質層上依次通過光刻、蒸發、剝離，獲得MEMS梁和CPW地線；

淀積并光刻感濕層，保留凹槽內部的感濕層；

在所述感濕層上形成MEMS薄膜，并且所述MEMS薄膜位于CPW信號線兩側的部分形成通孔；

依次蒸發鈦、金、鈦種子層，并進行光刻、電鍍、去除光刻膠、反刻，形成CPW信號線。

6.根據權利要求5所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器的制備方法，其特征在于，所述MEMS梁、所述CPW地線以及所述CPW信號線的材質為金。

7.根據權利要求5所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器的制備方法，其特征在于，所述襯底采用高阻硅，其電阻率大于1kΩ·cm。

8.根據權利要求5所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器的制備方法，其特征在于，所述凹槽的深度為1-10μm，所述MEMS梁、所述CPW地線和所述CPW信號線的厚度為0.5-5μm。

9.根據權利要求5所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器的制備方法，其特征在于，所述感濕層包括聚酰亞胺或氧化石墨烯。

10.根據權利要求5所述的基于相位檢測原理的MEMS濕度傳感器的制備方法，其特征在于，所述MEMS薄膜采用氮化硅，其厚度為0.5-3μm。