CN111044797A - 可调谐频率状态的mems集成微波驻波计及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的具有可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计，采用全无源结构构成；通过在一个正交定向耦合器的耦合端口和隔离端口分别连接一个热电式MEMS微波功率传感器，分别测量出被耦合至耦合端和隔离端处的微波功率大小，可得到入射微波功率和反射微波功率的大小，从而构成了微型热电式MEMS集成微波驻波计；其在检测状态下仅有少部分输入功率被耦合，大部分功率仍可用，从而实现了对驻波比的在线检测的功能；四个相同的MEMS可变电容器增加了直通臂和耦合臂的电长度以减小芯片尺寸，基于静电原理可以连续改变电容值以对中心频率进行连续调谐；因而，本发明提出的MEMS集成微波驻波计具有微型化、零直流功耗、可调谐工作频率状态且在线检测驻波比的特点。

Description

可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计及制备方法
技术领域
本发明提出了一种可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计及制备方法，属于微电子机械系统（MEMS）的技术领域。
背景技术
微波驻波计是微波系统模块自检测应用的关键元件，而具有可调谐频率状态的微波驻波计在可重构微波系统中具有重要的研究和应用价值。微波驻波计主要包括两部分：一是微波信号的提取部分，二是被提取微波信号的检测部分。对于微波信号的提取部分，其可分为基于多端口环形结、基于采样传输线和基于定向耦合器等结构；而对于被提取微波信号的检测部分，通常采用二极管、逻辑电路和热敏电阻等结构。随着微波系统尺寸越来越小且集成化程度越来越高，高度集成后的微系统性能差别大、难拆除、难测量，并且长期工作和受环境影响易造成其组件失效，从而实现在线检测微波系统的驻波比显得至关重要。然而，目前现有的驻波计具有体积较大、有源检测、工作频率单一的缺点，且无法实现在线集成测量的需求。因此，迫切需要研制出一种具有微型化、零直流功耗、可调谐工作频率状态且在线检测驻波比的微波驻波计，以嵌入到微波高密度集成微系统中，从而实现微系统的自检测。随着MEMS技术的深入研究，使基于MEMS技术实现上述功能的具有可调谐频率状态的微型热电式MEMS集成微波计成为可能。
发明内容
技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出了一种可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计及其制备方法，其采用全无源结构构成；通过在一个正交定向耦合器的耦合端口和隔离端口分别连接一个热电式MEMS微波功率传感器，其中热电式MEMS微波功率传感器是基于微波功率-热-电转换原理，从而构成了微型热电式MEMS集成微波驻波计；这两个热电式MEMS微波功率传感器具有完全相同的结构，分别测量出被耦合至耦合端和隔离端处微波功率大小，进而可得入射微波功率和反射微波功率的大小，因采用热电式原理从而实现高功率的驻波比检测；通过将四个相同的MEMS可变电容器放置在正交定向耦合器的共面波导（CPW）与非对称共面带线（ACPS）连接结点处，其中MEMS可变电容器基于静电原理实现了在不同驱动电压下具有不同的电容值；MEMS可变电容器的上极板和下极板分别为MEMS双端固支梁和CPW信号线，MEMS双端固支梁横跨在CPW信号线上且两端通过锚区分别固定在CPW信号线两侧的CPW地线上，在MEMS双端固支梁下方CPW信号线两侧附近对称地放置两个驱动电极，在CPW信号线和驱动电极上覆盖一层Si3N4绝缘介质层，当在MEMS双端固支梁和驱动电极之间连续施加不同的驱动电压，连续降低MEMS双端固支梁的高度，引起MEMS可变电容器的电容值发生连续的变化，即连续改变正交定向耦合器的直通臂和耦合臂的电长度，从而实现该微波驻波计的工作频率连续调谐，从而实现可调谐频率状态的检测；由于MEMS可变电容器在未加驱动电压的情况下，MEMS双端固支梁和驱动电极之间具有一个初始电容，该初始电容可以缩短正交定向耦合器的直通臂和耦合臂的电长度，从而有助于减小芯片面积；因而，本发明提出的MEMS集成微波驻波计具有微型化、零直流功耗、可调谐工作频率状态且可在线检测驻波比的特点。
技术方案：
本发明的可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计，包括硅衬底以及设置在硅衬底上的CPW、ACPS、四个MEMS可变电容器、压焊块、连接线、空气桥和两个热电式MEMS微波功率传感器；四段ACPS放置在硅衬底上，作为正交定向耦合器的直通臂和耦合臂；每段ACPS是由于一条信号线和一条地线组成；四段ACPS的长度均为四分之一波长，每段ACPS的信号线首尾相连并构成矩形结构，每段ACPS的地线位于信号线所构成的矩形结构的外侧，从而构成正交定向耦合器的直通臂和耦合臂；在矩形结构中，沿水平方向的两段ACPS作为直通臂，而沿垂直方向的两段ACPS作为耦合臂；正交定向耦合器的直通臂和耦合臂在矩形结构的节点处与所述的CPW相连接，其中每段CPW与由ACPS构成的直通臂方向相一致，从而构成基于CPW端口的正交定向耦合器；正交定向耦合器的一条直通臂的两端分别为输入端和输出端，而另一条直通臂的两端分别为隔离端和耦合端；通过在耦合端和隔离端分别连接一个热电式MEMS微波功率传感器，构成了微型热电式MEMS集成微波驻波计；将四个MEMS可变电容器放置在正交定向耦合器的CPW与ACPS连接结点处，每个所述的MEMS可变电容器的上极板和下极板分别为MEMS双端固支梁和CPW信号线，MEMS双端固支梁横跨在CPW信号线上方且两端通过锚区分别固定在CPW信号线两侧的CPW地线上，在MEMS双端固支梁下方CPW信号线两侧对称地放置两个驱动电极，在CPW信号线和驱动电极上覆盖Si3N4绝缘层介质；每个所述的热电式MEMS微波功率传感器包括CPW、两个负载电阻、一个热电堆和一个MEMS衬底膜结构；所述的热电堆是由N+多晶硅作为热电堆的半导体臂和由金属作为热电堆的金属臂构成。
所述的可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计，四个MEMS可变电容器是相同的；两个热电式MEMS微波功率传感器是相同的。
本发明的另一目的是提供一种可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计的制备方法，该方法为：
（1）准备硅衬底：选用400μm厚的高阻硅作为衬底，其电阻率≥4kΩ·cm；
（2）热氧化SiO2介质层：在硅衬底上生长一层0.5μm厚的SiO2层；
（3）沉积多晶硅并N型注入：通过化学气相沉积方式在硅衬底上淀积一层多晶硅，并进行N型离子注入，掺杂浓度为1020cm-3；
（4）光刻多晶硅：涂覆光刻胶，去除热电堆的半导体臂以外区域的光刻胶，刻蚀多晶硅，而后去除光刻胶；
（5）涂覆光刻胶并去除预备制作负载电阻处的光刻胶；
（6）沉积TaN：沉积TaN形成负载电阻，剥离步骤（5）留下的光刻胶，连带去除光刻胶上面的TaN，形成负载电阻；
（7）溅射并光刻Cr/Au层：涂覆光刻胶，去除预备制作CPW、ACPS、MEMS可变电容器的下极板、驱动电极、连接线、热电堆的半导体臂和压焊块地方的光刻胶，溅射Cr/Au，厚度为0.44μm，而后去除光刻胶，初步形成CPW、APCS、部分连接线、热电式MEMS微波功率传感器和压焊块结构，完全形成MEMS可变电容器的下极板、驱动电极和另一部分连接线；
（8）沉积并光刻Si3N4绝缘介质层：通过等离子增强型化学气相沉积工艺生长一层2300Å厚的Si3N4绝缘介质层，光刻Si3N4绝缘介质层，保留在负载电阻、MEMS可变电容器的下极板、驱动电极和部分连接线上的Si3N4绝缘介质层；
（9）沉积并光刻聚酰亚胺牺牲层：在前面步骤处理得到的硅衬底上涂覆1.6μm厚的聚酰亚胺牺牲层，光刻聚酰亚胺牺牲层，仅保留空气桥和MEMS双端固支梁下方的聚酰亚胺牺牲层；
（10）蒸发种子层：通过蒸发的方式生长用于电镀的种子层，蒸发钛/金/钛，作为种子层，其厚度为500/1500/300Å；
（11）涂覆光刻胶，去除预备制作CPW、ACPS、MEMS双端固支梁、空气桥、部分连接线和压焊块上的光刻胶；
（12）电镀金：电镀一层厚度为3μm的金，并去除残留的光刻胶；
（13）反刻钛/金/钛：腐蚀钛/金/钛种子层，完全形成CPW、ACPS、MEMS双端固支梁、空气桥、部分连接线和压焊块；
（14）在硅衬底的背面涂覆光刻胶，去除预备在硅衬底的背面形成MEMS衬底膜结构的光刻胶；
（15）衬底反向干法刻蚀：在热电堆的热端和负载电阻下方刻蚀掉390μm厚的硅衬底，保留10μm厚的硅衬底，形成MEMS衬底膜结构；
（16）释放聚酰亚胺牺牲层：显影液浸泡，去除MEMS双端固支梁和空气桥下方的聚酰亚胺牺牲层，去离子水稍稍浸泡，无水乙醇脱水，常温下挥发，晾干。
有益效果：
（1）该MEMS集成微波驻波计采用基于CPW和ACPS传输线的正交定向耦合器来代替基于传统的微带线结构，实现了入射微波功率和反射微波功率的提取的功能，可使得该驻波计在更高频段具有更低微波损耗，并且由于信号线和地线在同一平面上，便于串并联其它器件。
（2）在结构设计中，在正交定向耦合器的四个结点处分别并联四个相同的MEMS可变电容器，通过增加这些电容的大小来增大直通臂与耦合臂的电长度以等效其相应物理长度，使得结构尺寸面积变小，从而实现该MEMS集成微波驻波计的微型化。
（3）在结构中，两个相同的热电式MEMS微波功率传感器用于将提取的入射微波功率和反射微波功率分别转换为直流热电压，其具有零直流功耗、高功率、高灵敏度和好的线性度。
（4）通过控制MEMS可变电容器中驱动电极上的驱动电压的大小，以改变电容大小，实现该驻波计的工作频率的连续调谐，解决了传统驻波计的单一频段的测量问题，从而满足了可重构微波微系统的驻波比测量。
附图说明
图1是具有可调谐频率状态的微型热电式MEMS集成微波驻波计的示意图；
图2是具有可调谐频率状态的微型热电式MEMS集成微波驻波计的A-A剖面图；
图3是具有可调谐频率状态的微型热电式MEMS集成微波驻波计的B-B剖面图；
图中包括：CPW1，ACPS2，MEMS双端固支梁3，驱动电极4，空气桥5，Si3N4绝缘介质层6，MEMS可变电容器7，压焊块8，连接线9，热电堆的半导体臂10，热电堆的金属臂11，负载电阻12，热电式MEMS微波功率传感器13，MEMS衬底膜结构14，硅衬底15，热电堆16，输入端17，输出端18，隔离端19，耦合端20。
具体实施方案
本发明的可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计的具体实施方案如下：
可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计采用硅为衬底15， 在硅衬底15上设有CPW1、ACPS2、四个相同的MEMS可变电容器7、压焊块8、连接线9、空气桥5和两个相同的MEMS微波功率传感器13：
四段CPW1传输线水平放置在硅衬底15上，作为MEMS集成微波驻波计的微波输入端17和输出端18，用于实现微波信号的传输。CPW1是由一条信号线和两条地线组成，其中地线位于信号线的两侧。为了实现端口与外界的微波匹配，CPW1的端口特征阻抗通常设计为50Ω。
四段ACPS2放置在硅衬底15上，作为MEMS集成微波驻波计中正交定向耦合器的直通臂和耦合臂。其中，每段ACPS2是由于一条信号线和一条地线组成的。四段ACPS2的长度均为四分之一波长，每段ACPS2的信号线首尾相连并构成矩形结构，每段ACPS2的地线位于信号线所构成的矩形结构的外侧，从而构成正交定向耦合器的直通臂和耦合臂。在矩形结构中，沿水平方向的两端ACPS2作为直通臂，而沿垂直方向的两段ACPS2作为耦合臂。正交定向耦合器的直通臂和耦合臂在矩形结构节点处均与所述的CPW1传输线相连接，其中每段CPW1与由ACPS2构成的直通臂方向相一致，从而构成基于CPW1端口的正交定向耦合器。正交定向耦合器的一条直通臂的两端分别为输入端17和输出端18，而另一条直通臂的两端分别为隔离端19和耦合端(20)。由ACPS(2)构成的直通臂的特征阻抗设计为35Ω，而由ACPS(2)构成的耦合臂的特征阻抗设计为50Ω。
所述的MEMS可变电容器7主要由MEMS双端固支梁3、CPW1信号线和驱动电极4组成。
四个相同的MEMS可变电容器7分别放置在正交定向耦合器中CPW1和ACPS2连接处。MEMS可变电容器7的上极板为MEMS双端固支梁3，而下极板为CPW1信号线。其中,每个MEMS双端固支梁3横跨CPW(1)信号线并通过两端的锚区固定在CPW1地线上。在每个MEMS双端固支梁3下方的CPW1信号线两侧对称地放置两个驱动电极4，驱动电极4通过金属连接线9与CPW1地线外侧的压焊块8相连接。在MEMS双端固支梁3下方CPW1信号线和驱动电极4上均覆盖一层Si3N4绝缘介质层6。空气桥5用于实现被金属连接线9分开的CPW1地线的互连，在空气桥5下的金属连接线9上覆盖Si3N4绝缘介质层6。
所述的每个MEMS微波功率传感器13主要由CPW1、两个负载电阻12、一个热电堆16和一个MEMS衬底膜结构14组成。
四个相同的负载电阻12两两放置于正交定向耦合器的耦合端20与隔离端19。耦合端20和隔离端19均采用CPW1传输线。其中，耦合端20并联连接两个负载电阻12，而隔离端19并联连接另外两个负载电阻12。每个负载电阻12的电阻值为100Ω，并在负载电阻12上覆盖Si3N4绝缘介质层6以保护负载电阻12。
两个相同的热电堆16分别靠近放置在耦合端20和隔离端19处负载电阻12附近，但不与负载电阻12接触。其中，每个热电堆16是由六对热电偶串联而成的。当负载电阻12吸收微波功率时，产生热量，热电堆16靠近负载电阻12的一端的温度升高，这一端称为热电堆16的热端，而热电堆16远离负载电阻12的另一端的温度几乎保持不变，为环境温度，称为热电堆16的冷端。当负载电阻12吸收微波功率时产生热量，引起热电堆16的热冷两端温度不同，基于Seebeck效应，热电堆16产生输出热电压。为了改善热量从负载电阻12至热电堆16的热端的传输效率，进而提高热电堆16的热冷两端的温差，通过体刻蚀技术，在负载电阻12和热电堆16的热端下方刻蚀减薄硅衬底15，形成MEMS衬底膜结构14。热电堆16由金和N型掺杂多晶硅构成。
在机械结构上，CPW1、ACPS2、MEMS双端固支梁3、驱动电极4、压焊块8、连接线9、空气桥5、负载电阻12、热电堆16以及衬底膜结构14在同一块硅衬底上。
本发明的可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计，采用全无源结构构成，通过在一个基于CPW1端口的正交定向耦合器的耦合端20和隔离端19分别连接一个热电式MEMS微波功率传感器13，其中正交定向耦合器的直通臂和耦合臂的电长度决定了工作频率，这两个热电式MEMS微波功率传感器13是完全相同的且基于微波功率-热-电转换原理，从而构成了微型热电式MEMS集成微波驻波计；通过将四个相同的MEMS可变电容器7放置在正交定向耦合器的CPW1与ACPS2连接结点处，其中MEMS可变电容器7基于静电原理实现了在不同驱动电压下具有不同电容值，MEMS可变电容器7的上极板和下极板分别为MEMS双端固支梁3和CPW1信号线，MEMS双端固支梁3横跨在CPW1信号线上且两端通过锚区分别固定在CPW1信号线两侧的CPW1地线上，在MEMS双端固支梁3下方CPW1信号线两侧对称地放置两个驱动电极4，在CPW1信号线和驱动电极4上覆盖Si3N4绝缘层介质6。当在MEMS双端固支梁3和驱动电极4之间未施加驱动电压时，从输入端17入射和输出端18反射的微波信号均通过正交定向耦合器将一定比例的微波功率提取到正交定向耦合器的耦合臂上，由于该耦合器的方向性和隔离度特点，端口一被提取的微波功率传输至耦合端20而端口二被提取的微波功率传输至隔离端19，这两个微波功率被耦合端20和隔离端19的负载电阻12完全消耗并转化为热量，引起负载电阻周围温度的升高，放置在负载电阻12附近的热电堆16探测出这种温度变化，基于Seebeck效应，转化为输出热电压，实现了在端口一处入射的微波功率和在端口二处反射的微波功率大小的测量，进而可得驻波比大小，从而实现高功率的驻波比检测；值得注意是，在检测状态时，仅有一定比例的微波功率被提取用于测量，大部分微波功率是可用的，所以该MEMS微波驻波计为在线式器件；当在MEMS双端固支梁3和驱动电极4之间连续施加不同的驱动电压，则连续降低MEMS双端固支梁3的高度，引起MEMS可变电容器7的电容值发生连续地变化，即连续改变正交定向耦合器的直通臂和耦合臂的电长度，实现该微波驻波计的工作频率连续调谐，同理可得驻波比大小，从而实现可调谐频率状态的驻波比检测。本发明的可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计的制备方法为：
（1）准备硅衬底15：选用400μm厚的高阻硅作为衬底15，其电阻率≥4kΩ·cm；
（2）热氧化SiO2介质层：在硅衬底上生长一层0.5μm厚的SiO2层；
（3）沉积多晶硅并N型注入：通过化学气相沉积方式在硅衬底上淀积一层多晶硅，并进行N型离子注入，掺杂浓度为1020cm-3量级；
（4）光刻多晶硅：涂覆光刻胶，去除热电堆的半导体臂10以外区域的光刻胶，刻蚀多晶硅，而后去除光刻胶；
（5）涂覆光刻胶并去除预备制作负载电阻12处的光刻胶；
（6）沉积TaN：沉积TaN形成负载电阻12，剥离步骤5留下的光刻胶，连带去除光刻胶上面的TaN，形成负载电阻12；
（7）溅射并光刻Cr/Au层：涂覆光刻胶，去除预备制作CPW1、ACPS2、MEMS可变电容器7的下极板、驱动电极4、连接线9、热电堆的半导体臂10和压焊块8地方的光刻胶，溅射Cr/Au，厚度为0.44μm，而后去除光刻胶，初步形成CPW1、APCS2、部分连接线9、热电式MEMS微波功率传感器13和压焊块8结构，完全形成MEMS可变电容器7的下极板、驱动电极4和另一部分连接线9；
（8）沉积并光刻Si3N4绝缘介质层6：通过等离子增强型化学气相沉积工艺生长一层2300Å厚的Si3N4绝缘介质层6，光刻Si3N4绝缘介质层6，保留在负载电阻12、MEMS可变电容器7的下极板、驱动电极4和部分连接线上9的Si3N4绝缘介质层6；
（9）沉积并光刻聚酰亚胺牺牲层：在前面步骤处理得到的硅衬底上涂覆1.6μm厚的聚酰亚胺牺牲层，光刻聚酰亚胺牺牲层，仅保留空气桥5和MEMS双端固支梁3下方的聚酰亚胺牺牲层；
（10）蒸发种子层：通过蒸发的方式生长用于电镀的种子层，蒸发钛/金/钛，作为种子层，其厚度为500/1500/300Å；
（11）涂覆光刻胶，去除预备制作CPW1、ACPS2、MEMS双端固支梁3、空气桥5、部分连接线9和压焊块8上的光刻胶；
（12）电镀金：电镀一层厚度为3μm的金，并去除残留的光刻胶；
（13）反刻钛/金/钛：腐蚀钛/金/钛种子层，完全形成CPW1、ACPS2、MEMS双端固支梁3、空气桥5、部分连接线9和压焊块8；
（14）在硅衬底15的背面涂覆光刻胶，去除预备在硅衬底15的背面形成MEMS衬底膜结构14的光刻胶；
（15）衬底反向干法刻蚀：在热电堆16的热端和负载电阻12下方刻蚀掉390μm厚的硅衬底15，保留10μm厚的硅衬底15，形成MEMS衬底膜结构14；
（16）释放聚酰亚胺牺牲层：显影液浸泡，去除MEMS双端固支梁3和空气桥5下方的聚酰亚胺牺牲层，去离子水稍稍浸泡，无水乙醇脱水，常温下挥发，晾干。

Claims (3)

1.一种可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计，其特征在于：包括硅衬底（15）以及设置在硅衬底（15）上的CPW(1)、ACPS(2)、四个MEMS可变电容器(7)、压焊块(8)、连接线(9)、空气桥(5)和两个热电式MEMS微波功率传感器(13)；四段ACPS(2)放置在硅衬底(15)上，作为正交定向耦合器的直通臂和耦合臂；每段ACPS(2)是由于一条信号线和一条地线组成；四段ACPS(2)的长度均为四分之一波长，每段ACPS(2)的信号线首尾相连并构成矩形结构，每段ACPS(2)的地线位于信号线所构成的矩形结构的外侧，从而构成正交定向耦合器的直通臂和耦合臂；在矩形结构中，沿水平方向的两段ACPS(2)作为直通臂，而沿垂直方向的两段ACPS(2)作为耦合臂；正交定向耦合器的直通臂和耦合臂在矩形结构的节点处与所述的CPW(1)相连接，其中每段CPW(1)与由ACPS(2)构成的直通臂方向相一致，从而构成基于CPW(1)端口的正交定向耦合器；正交定向耦合器的一条直通臂的两端分别为输入端和输出端，而另一条直通臂的两端分别为隔离端(19)和耦合端(20)；通过在耦合端(20)和隔离端(19)分别连接一个热电式MEMS微波功率传感器(13)，构成了微型热电式MEMS集成微波驻波计；将四个MEMS可变电容器(7)放置在正交定向耦合器的CPW(1)与ACPS(2)连接结点处，每个所述的MEMS可变电容器(7)的上极板和下极板分别为MEMS双端固支梁(3)和CPW(1)信号线，MEMS双端固支梁(3)横跨在CPW(1)信号线上方且两端通过锚区分别固定在CPW(1)信号线两侧的CPW(1)地线上，在MEMS双端固支梁(3)下方CPW(1)信号线两侧对称地放置两个驱动电极(4)，在CPW(1)信号线和驱动电极(4)上覆盖Si3N4绝缘层介质(6)；每个所述的热电式MEMS微波功率传感器(13)包括CPW(1)、两个负载电阻(12)、一个热电堆(16)和一个MEMS衬底膜结构(14)；所述的热电堆(16)是由N+多晶硅作为热电堆的半导体臂(10)和由金属作为热电堆的金属臂(11)构成；。
2.根据权利要求1所述的可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计，其特征在于：四个MEMS可变电容器(7)是相同的；两个热电式MEMS微波功率传感器（13）是相同的。
3.一种如权利要求1或2所述的可调谐频率状态的MEMS集成微波驻波计的制备方法，其特征在于制备方法为：
（1）准备硅衬底(15)：选用400μm厚的高阻硅作为衬底(15)，其电阻率≥4kΩ·cm；
（2）热氧化SiO2介质层：在硅衬底上生长一层0.5μm厚的SiO2层；
（3）沉积多晶硅并N型注入：通过化学气相沉积方式在硅衬底上淀积一层多晶硅，并进行N型离子注入，掺杂浓度为1020cm-3；
（4）光刻多晶硅：涂覆光刻胶，去除热电堆的半导体臂(10)以外区域的光刻胶，刻蚀多晶硅，而后去除光刻胶；
（5）涂覆光刻胶并去除预备制作负载电阻(12)处的光刻胶；
（6）沉积TaN：沉积TaN形成负载电阻(12)，剥离步骤（5）留下的光刻胶，连带去除光刻胶上面的TaN，形成负载电阻(12)；
（7）溅射并光刻Cr/Au层：涂覆光刻胶，去除预备制作CPW(1)、ACPS(2)、MEMS可变电容器(7)的下极板、驱动电极(4)、连接线(9)、热电堆的半导体臂(10)和压焊块(8)地方的光刻胶，溅射Cr/Au，厚度为0.44μm，而后去除光刻胶，初步形成CPW(1)、APCS(2)、部分连接线(9)、热电式MEMS微波功率传感器(13)和压焊块(8)结构，完全形成MEMS可变电容器(7)的下极板、驱动电极(4)和另一部分连接线(9)；
（8）沉积并光刻Si3N4绝缘介质层(6)：通过等离子增强型化学气相沉积工艺生长一层2300Å厚的Si3N4绝缘介质层(6)，光刻Si3N4绝缘介质层(6)，保留在负载电阻(12)、MEMS可变电容器(7)的下极板、驱动电极(4)和部分连接线上(9)的Si3N4绝缘介质层(6)；
（9）沉积并光刻聚酰亚胺牺牲层：在前面步骤处理得到的硅衬底上涂覆1.6μm厚的聚酰亚胺牺牲层，光刻聚酰亚胺牺牲层，仅保留空气桥(5)和MEMS双端固支梁(3)下方的聚酰亚胺牺牲层；
（10）蒸发种子层：通过蒸发的方式生长用于电镀的种子层，蒸发钛/金/钛，作为种子层，其厚度为500/1500/300Å；
（11）涂覆光刻胶，去除预备制作CPW(1)、ACPS(2)、MEMS双端固支梁(3)、空气桥(5)、部分连接线(9)和压焊块(8)上的光刻胶；
（12）电镀金：电镀一层厚度为3μm的金，并去除残留的光刻胶；
（13）反刻钛/金/钛：腐蚀钛/金/钛种子层，完全形成CPW(1)、ACPS(2)、MEMS双端固支梁(3)、空气桥(5)、部分连接线(9)和压焊块(8)；
（14）在硅衬底(15)的背面涂覆光刻胶，去除预备在硅衬底(15)的背面形成MEMS衬底膜结构(14)的光刻胶；
（15）衬底反向干法刻蚀：在热电堆(16)的热端和负载电阻(12)下方刻蚀掉390μm厚的硅衬底(15)，保留10μm厚的硅衬底(15)，形成MEMS衬底膜结构(14)；
（16）释放聚酰亚胺牺牲层：显影液浸泡，去除MEMS双端固支梁(3)和空气桥(5)下方的聚酰亚胺牺牲层，去离子水稍稍浸泡，无水乙醇脱水，常温下挥发，晾干。
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