本发明的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器，实现了四输入微波功率的测量，同时也能够检测其中哪些输入了微波功率及其微波功率大小的比例。该结构在砷化镓衬底上将四个主线CPW对称放置，它们彼此相互之间呈90o的角，在每个主线CPW的输出端并联两个终端匹配电阻，每个终端匹配电阻附近有一个热电偶，将这四对热电偶相互之间同样呈90o的角放置并串联连接形成热电堆；在每个主线CPW信号线上横跨一个MEMS悬臂梁，其悬臂梁相互之间也呈90o的角，在悬臂梁下方有绝缘介质层，MEMS悬臂梁的一端未被固体而另一端固定在锚区上，其锚区与副线CPW信号线相连接，在副线CPW地线上有一个隔直电容，在每个副线CPW输出端并联两个100Ω的热电偶。
1.一种四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器，制作在砷化镓衬底（19）上，在砷化镓衬底（19）上设有CPW、四个MEMS悬臂梁结构、绝缘介质层（8）、空气桥（9）、隔直电容（10）、终端匹配电阻（11）、热电堆、金属散热片（15）、以及MEMS衬底膜结构（18），所述CPW包括主线CPW（5）和副线CPW（5），所述MEMS悬臂梁结构包括MEMS悬臂梁（6）和锚区（7），所述热电堆包括一个由八个热电偶（12）构成四对热电偶（12）而组成的热电堆、八个由副线CPW（5）输出端并联连接两个阻抗为100Ω的热电偶（12）而组成的热电堆、输出压焊块（16）和连接线（17），其特征在于该微波功率传感器具有四个用于引入微波信号的主线CPW输入端（1、2、3、4），将四个主线CPW（5）对称放置且相互之间呈90º角，主线CPW（5）的特征阻抗均为50Ω，在每个主线CPW（5）的输出端并联两个100Ω终端匹配电阻（11），每个终端匹配电阻（11）附近有一个热电偶（12），将这四对热电偶（12）相互之间呈90º的角放置并串联连接形成热电堆；金属散热片（15）被由八个热电偶（12）构成四对热电偶（12）而组成的热电堆的冷端环绕；四个MEMS悬臂梁（6）分别横跨在对称放置的四个主线CPW信号线上，这四个MEMS悬臂梁（6）相互之间呈90º的角，所述MEMS悬臂梁（6）下方设有绝缘介质层（8）。
2.根据权利要求1所述的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器，其特征在于MEMS悬臂梁（6）的一端未被固定而另一端固定在MEMS悬臂梁结构的锚区（7）上，其MEMS悬臂梁结构的锚区（7）与副线CPW信号线相连接；被副线CPW信号线隔开的主线CPW地线通过空气桥（9）连接，其空气桥（9）下方的副线CPW信号线被聚酰亚胺绝缘介质层（8）覆盖。
3.根据权利要求1所述的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器，其特征在于连接线（17）用于热电偶（12）之间以及热电堆与输出压焊块（16）之间的连接；MEMS衬底膜结构（18）分别位于终端匹配电阻（11）和由八个热电偶（12）构成四对热电偶（12）而组成的热电堆的热端下方，以及由每个副线CPW（5）输出端并联连接的两个热电偶（12）的中间部分的下方。
4.一种如权利要求1所述的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器的制备方法，其特征在于制备方法为：＋
1）准备砷化镓衬底（19）：选用外延的半绝缘砷化镓衬底，其中外延N 砷化镓的掺杂
浓度为10 cm ，其方块电阻值为100～130Ω/□；
2）在外延的N 砷化镓衬底涂覆光刻胶，保留预备制作欧姆接触区和初步形成热电堆＋的半导体热偶臂（13）的光刻胶，然后去除光刻胶地方的外延的N 砷化镓被隔离，形成欧姆接触区和初步形成热电堆的半导体热偶臂（13）；
3）反刻步骤2）中初步形成的热电堆的半导体热偶臂（13），完全形成其掺杂浓度为
4）在步骤3）得到的砷化镓衬底（19）上涂覆光刻胶，去除预备制作热电堆的金属热偶臂处（14）的光刻胶；
5）在砷化镓衬底（19）上溅射金锗镍合金/金两层金属，其厚度共为2700Å；
6）剥离去除步骤4）中留下的光刻胶，连带去除了光刻胶上的金锗镍合金/金两层金属，形成热电堆的金属热偶臂（14）；
7）在步骤6）得到的砷化镓衬底（19）上涂覆光刻胶，去除预备制作终端匹配电阻（11）处的光刻胶；
8）在砷化镓衬底（19）上溅射氮化钽，其厚度为1μm；
9）将步骤7）中留下的光刻胶剥离去除，连带去除光刻胶上面的氮化钽，初步形成由氮化钽构成的终端匹配电阻（11）；
10）在砷化镓衬底（19）上涂覆光刻胶，去除预备制作主副线CPW（5）、MEMS悬臂梁结构的锚区（7）、隔直电容（10）的下极板、金属散热片（15）、输出压焊块（16）以及连接线（17）地方的光刻胶；
11）在砷化镓衬底（19）上通过蒸发方式生长一层金，其厚度为0.3μm；
12）将步骤10）留下的光刻胶去除，连带去除了光刻胶上面的金，初步形成主副线CPW（5）、MEMS悬臂梁结构的锚区（7）、隔直电容（10）的下极板、金属散热片（15）、输出压焊块（16）以及连接线（17）；
13）反刻氮化钽，形成与主线CPW（5）输出端相连接的终端匹配电阻（11），其方块电阻均为25Ω/□；
14）淀积并光刻聚酰亚胺绝缘介质层（8）：在前面步骤处理得到的砷化镓衬底（19）上涂覆1.6μm厚的聚酰亚胺绝缘介质层（8），光刻聚酰亚胺绝缘介质层（8），仅保留MEMS悬臂梁（6）和空气桥（9）下方以及隔直电容（10）处的聚酰亚胺绝缘介质层（8）；
15）通过蒸发方式生长用于电镀的底金：蒸发钛/金/钛三层金属，作为底金，其厚度为500/1500/300Å；
16）涂覆光刻胶，去除预备制作主副线CPW（5），MEMS悬臂梁（6）、MEMS悬臂梁结构的锚区（7）、隔直电容（10）的上极板、金属散热片（15）、输出压焊块（16）、空气桥（9）以及连接线（17）地方的光刻胶；
19）反刻钛/金/钛三层金属，腐蚀底金，形成主副线CPW（5），MEMS悬臂梁（6）、MEMS悬臂梁结构的锚区（7）、隔直电容（10）的上极板、金属散热片（15）、输出压焊块（16）、空气桥（9）以及连接线（17）；
20）将该砷化镓衬底（19）背面减薄至100μm；
21）在砷化镓衬底（19）的背面涂覆光刻胶，去除预备在砷化镓衬底（19）背面形成MEMS衬底膜结构（18）地方的光刻胶；
22）刻蚀减薄终端匹配电阻（11）和八个热电偶（12）构成四对热电偶（12）而组成的热电堆的热端下方的砷化镓衬底（19），和由副线CPW（5）输出端并联两个热电偶（12）的中间部分的下方的砷化镓衬底（19），形成MEMS衬底膜结构（18），刻蚀80μm的砷化镓衬底（19）厚度，保留20μm的MEMS衬底膜结构（18）。
四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器及制备方法
技术领域
[0001] 本发明提出了四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器及制备方法，属于微电子机械系统（MEMS）的技术领域。
背景技术
[0002] 在微波技术研究中，微波功率是表征微波信号特征的一个重要参数，微波功率的测量在无线技术应用中具有重要的地位。微波功率传感器类似于低频电路中的电压电流表。传统的微波功率计采用波导形式的微波功率传感器：常用铋-锑作为热电偶，采用同轴电缆作为传输线，其主要缺点是体积大和无法实现与微波电路的集成等。近年来，随着MEMS技术的快速发展，基于共面波导传输线的热电式微波功率传感器是被广泛应用的器件之一。它的工作原理为输入的待测微波功率从共面波导传输线的一端被引入，在传输线另一端连接的终端匹配电阻吸收该微波功率而转化为热，并通过热电偶探测该匹配电阻附近的温差，并将之转化为热电势输出，实现微波功率的测量。其主要优点是体积小、低的损耗、高的灵敏度和好的线性度，且与硅或砷化镓微机械加工工艺兼容等优点。本发明即为基于此工作原理的微波功率传感器。
发明内容
[0003] 技术问题：本发明提供一种基于MEMS技术的四输入悬臂梁热电式微波功率传感器及制备方法，首先，将四个主线共面波导（CPW）对称放置且相互之间呈90º角，主线CPW的特征阻抗均为50Ω，在每个主线CPW的输出端并联两个100Ω终端匹配电阻，每个终端匹配电阻附近有一个热电偶，将这四对热电偶相互之间呈90º的角放置并串联连接形成热电堆，从而实现片上四输入微波功率的测量；其次，四个MEMS悬臂梁分别横跨在四个主线CPW信号线上，它们相互之间也呈90º角，在MEMS悬臂梁下方有绝缘介质层，MEMS悬臂梁的一端未被固定而另一端通过固定在锚区上与副线CPW信号线相连接，其副线CPW地线上有一个隔直电容，该副线CPW的特征阻抗也为50Ω，在每个副线CPW输出端并联两个100Ω的热电偶，从而能够检测其中哪些输入了微波功率及其微波功率大小的比例。
[0004] 技术方案：本发明的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器，包括砷化镓（GaAs）衬底，CPW、四个MEMS悬臂梁结构、绝缘介质层、隔直电容、终端匹配电阻、热电堆、金属散热片、空气桥、以及MEMS衬底膜结构：所述CPW包括主线CPW和副线CPW；所述MEMS悬臂梁结构包括MEMS悬臂梁和锚区；所述热电堆包括一个由八个热电偶构成四对热电偶而组成的热电堆、八个由副线CPW输出端并联连接两个阻抗为100Ω的热电偶而组成的热电堆、输出压焊块和连接线。
[0005] 所述主副线CPW用于实现微波信号的传输，以及测试仪器、MEMS悬臂梁结构和终端匹配电阻的电路连接。主副线CPW是由主副CPW的信号线和地线组成，它们的特征阻抗均为50Ω。
[0006] 一般副线CPW信号线的输入端部分和相应的主线CPW信号线成垂直关系。
[0007] 所述四个MEMS悬臂梁分别横跨在对称放置的四个主线CPW信号线上，这四个MEMS悬臂梁相互之间呈90º的角，MEMS悬臂梁的一端未被固定而另一端固定在锚区上，所述锚区通过副线CPW信号线与两个热电偶并联连接，所述MEMS悬臂梁下方设有绝缘介质层，实现了由MEMS悬臂梁从主线CPW上耦合出一定比例的微波功率到副线CPW上。
[0008] 被副线CPW信号线隔开的CPW地线通过空气桥连接，其空气桥下方的副线CPW信号线被聚酰亚胺绝缘介质层覆盖。
[0009] 在每个主线CPW的输出端并联连接两个终端匹配电阻，所述终端匹配电阻完全吸收由主线CPW输入端传输到其输出端的微波功率，并转换为热量。每个终端匹配电阻的阻抗为100Ω。
[0010] 所述热电堆是由热电偶串联连接而组成的，其包括两种：由八个热电偶构成四对热电偶而组成的热电堆，和由每个副线CPW输出端并联两个阻抗为100Ω的热电偶而组成的热电堆。所述由八个热电偶构成四对热电偶而组成的热电堆，其每个热电偶靠近一个终端匹配电阻，但不与该终端匹配电阻连接，热电堆靠近终端电阻的一端吸收到这种热量，并引起这端温度的升高，即为热电堆的热端，然而热电堆的另一端的温度被作为环境温度，即为热电堆的冷端，由于热电堆热冷两端温度的不同，根据Seebeck效应，在热电堆的输出压焊块上产生热电势的输出；所述由每个副线CPW输出端并联两个阻抗为100Ω的热电偶而组成的热电堆，其每个热电偶也被看作为一个100Ω的匹配电阻，在热电偶的中间部分为热端，而热电偶的两端为冷端，每个热电偶吸收微波功率而产生热量，基于Seebeck效应，将其转化为热电势的输出。每个热电偶均有一个半导体热偶臂和一个金属热偶臂组成。
[0011] 所述金属散热片被由八个热电偶构成四对热电偶而组成的热电堆的冷端环绕，用于维持该热电堆的冷端温度为环境温度，从而提高该热电堆热冷两端的温差。
[0012] 所述连接线用于热电偶之间以及热电堆与输出压焊块之间的连接。
[0013] 所述MEMS衬底膜结构分别位于终端匹配电阻和由八个热电偶构成四对热电偶而组成的热电堆的热端下方，和由副线CPW输出端并联两个热电偶的中间部分的下方；在其下方的GaAs衬底通过MEMS背面刻蚀技术去掉一部分，形成MEMS衬底膜结构，提高了热量的传输效率从而提高热电堆热冷两端的温差。
[0014] 本发明的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器通过对称放置四个主线CPW，它们相互之间呈90º的角，在每个主线CPW的输出端并联连接两个终端匹配电阻，每个终端匹配电阻附近有一个热电偶，将这四对热电偶相互之间也同样呈90º的角放置并串联连接形成热电堆，从而实现四输入微波功率的测量；并且在每个主线CPW信号线上横跨一个MEMS悬臂梁，在该悬臂梁下方有聚酰亚胺绝缘介质层，MEMS悬臂梁的一端未被固定而另一端固定在锚区上，实现了由MEMS悬臂梁从主线CPW上耦合出一定比例的微波功率到副线CPW上；在每个副线CPW输出端并联连接两个阻抗为100Ω的热电偶，其每个热电偶也被看作为一个100Ω的匹配电阻，在每个副线CPW地线上有一个隔直电容，从而能够检测其中哪些输入了微波功率及其微波功率大小的比例。四个主线CPW输入端都被连接到射频电路中，如果微波信号功率被MEMS悬臂梁从主线CPW上耦合出一定比例到副线CPW上，在MEMS悬臂梁的锚区相连接的副线CPW上的微波功率完全被其相应两个并联的热电偶吸收而发热，引起由这两个热电偶组成的热电堆热冷两端存在温差，基于Seebeck效应，则在该热电堆输出压焊块上产生热电势的输出，从而通过测量是否有微波功率被MEMS悬臂梁从主线CPW耦合到副线CPW上来检测该输入是否有微波功率的传输；当一个、两个、三个或者四个待测的微波信号分别通过一个、两个、三个或者四个CPW输入端引入时，在这些主线CPW输出端并联的终端匹配电阻分别吸收这些微波功率而产生热量，使终端电阻周围的温度升高，放置在该终端电阻附近的热电偶分别测量其温度差，基于Seebeck效应，在主线CPW相连接的终端电阻附近的热电堆的输出压焊块上产生热电势的输出，从而实现单输入、双输入、三输入或者四输入微波功率的测量；同时也可以通过测量多输入内分别被MEMS悬臂梁耦合到副线CPW上的微波功率而转化为热电势的比例来确定输入到该主线CPW上微波功率量的比例。
[0015] 四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器的制备方法为：
[0016] 1）准备砷化镓衬底：选用外延的半绝缘砷化镓衬底，其中外延N＋ 砷化镓的掺杂18 -3
浓度为为10 cm ，其方块电阻值为100～130Ω/ ；
[0017] 2）在外延的N＋ 砷化镓衬底涂覆光刻胶，保留预备制作欧姆接触区和初步形成热＋电堆的半导体热偶臂的光刻胶，然后去除光刻胶地方的外延的N 砷化镓被隔离，形成欧姆接触区和初步形成热电堆的半导体热偶臂；
[0018] 3）反刻步骤2）中初步形成的热电堆半导体热偶臂，完全形成其掺杂浓度为17 -3
10 cm 的热电堆的半导体热偶臂；
[0019] 4）在步骤3）得到的衬底上涂覆光刻胶，去除预备制作热电堆的金属热偶臂处的光刻胶；
[0020] 5）在衬底上溅射金锗镍/金，其厚度共为2700Å；
[0021] 6）剥离去除步骤4）中留下的光刻胶，连带去除了光刻胶上的金锗镍/金，形成热电堆的金属热偶臂；
[0022] 7）在步骤6）得到的衬底上涂覆光刻胶，去除预备制作终端匹配电阻处的光刻胶；
[0023] 8）在衬底上溅射氮化钽，其厚度为1μm；
[0024] 9）将步骤7）中留下的光刻胶剥离去除，连带去除光刻胶上面的氮化钽，初步形成由氮化钽构成的终端匹配电阻；
[0025] 10）在砷化镓衬底上涂覆光刻胶，去除预备制作主副线CPW、MEMS悬臂梁的锚区、隔直电容的下极板、金属散热片、输出压焊块以及连接线地方的光刻胶；
[0026] 11）在衬底上通过蒸发方式生长一层金，其厚度为0.3μm；
[0027] 12）将步骤10）留下的光刻胶去除，连带去除了光刻胶上面的金，初步形成主副线CPW、MEMS悬臂梁的锚区、隔直电容的下极板、金属散热片、输出压焊块以及连接线；
[0028] 13）反刻氮化钽，形成与主线CPW输出端相连接的终端匹配电阻，其方块电阻均为25Ω/ ；
[0029] 14）淀积并光刻聚酰亚胺绝缘介质层：在前面步骤处理得到的砷化镓衬底上涂覆1.6μm厚的聚酰亚胺层，光刻聚酰亚胺层，仅保留MEMS悬臂梁和空气桥下方以及隔直电容处的聚酰亚胺绝缘介质层；
[0030] 15）通过蒸发方式生长用于电镀的底金：蒸发钛/金/钛，作为底金，其厚度为500/1500/300Å；
[0031] 16）涂覆光刻胶，去除预备制作主副线CPW，MEMS悬臂梁、MEMS悬臂梁的锚区、隔直电容的上极板、金属散热片、输出压焊块、空气桥以及连接线地方的光刻胶；
[0032] 17）电镀一层金，其厚度为2μm；
[0033] 18）去除步骤16）中留下的光刻胶；
[0034] 19）反刻钛/金/钛，腐蚀底金，形成主副线CPW，MEMS悬臂梁、MEMS悬臂梁的锚区、隔直电容的上极板、金属散热片、输出压焊块、空气桥以及连接线；
[0035] 20）将该砷化镓衬底背面减薄至100μm；
[0036] 21）在砷化镓衬底的背面涂覆光刻胶，去除预备在砷化镓背面形成膜结构地方的光刻胶；
[0037] 22）刻蚀减薄终端匹配电阻和八个热电偶构成四对热电偶而组成的热电堆的热端下方的砷化镓衬底，和由每个副线CPW输出端并联两个热电偶的中间部分的下方的砷化镓衬底，形成膜结构，刻蚀80μm的衬底厚度，保留20μm的膜结构。
[0038] 有益效果：本发明的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器结构，不但具有热电式微波功率传感器的优点，如低损耗、高灵敏度和好的线性度，而且突破了传统热电式微波功率传感器只能测量单输入的微波功率的限制，实现了四输入微波功率的测量，同时也能够检测其中哪些输入了微波功率及其微波功率大小的比例，具有高的集成度以及与砷化镓单片微波集成电路兼容的特点。
附图说明
[0039] 图1是四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器的示意图；
[0040] 图2是四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器的A-A剖面图；
[0041] 图3是四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器的B-B剖面图；
[0042] 图中包括：四个微波信号输入端1、2、3和4，主副线CPW 5，MEMS悬臂梁6，MEMS悬臂梁的锚区7，聚酰亚胺绝缘介质层8，空气桥9，在副线CPW地线上的隔直电容10，终端匹配电阻11，热电偶12，半导体热偶臂13，金属热偶臂14，金属散热片15，输出压焊块16，连接线17，MEMS衬底的膜结构18，砷化镓衬底19。
具体实施方式
[0043] 本发明的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器的具体实施方案如下：
[0044] 该结构包括砷化镓衬底19，CPW、四个MEMS悬臂梁结构、绝缘介质层8、隔直电容10、终端匹配电阻11、热电堆、金属散热片15、空气桥9、以及MEMS衬底膜结构18：所述CPW包括主线CPW 5和副线CPW 5；所述MEMS悬臂梁结构包括MEMS悬臂梁6和锚区7；所述热电堆包括一个由八个热电偶12构成四对热电偶12而组成的热电堆、八个由副线CPW 5输出端并联连接两个阻抗为100Ω的热电偶12而组成的热电堆、输出压焊块16和连接线17。
[0045] 所述主副线CPW 5用于实现微波信号的传输，以及测试仪器、MEMS悬臂梁结构和终端匹配电阻11的电路连接。主副线CPW 5是由主副CPW的信号线和地线组成，它们的特征阻抗均为50Ω。
[0046] 一般副线CPW信号线的输入端部分和相应的主线CPW信号线成垂直关系。
[0047] 所述四个MEMS悬臂梁6分别横跨在对称放置的四个主线CPW信号线上，这四个MEMS悬臂梁6相互之间呈90º的角，MEMS悬臂梁6的一端未被固定而另一端固定在锚区7上，所述锚区7通过副线CPW信号线与两个热电偶12并联连接，所述MEMS悬臂梁6下方设有绝缘介质层8，实现了由MEMS悬臂梁6从主线CPW 5上耦合出一定比例的微波功率到副线CPW 5上。
[0048] 被副线CPW信号线隔开的CPW地线通过空气桥9连接，其空气桥9下方的副线CPW信号线被聚酰亚胺绝缘介质层8覆盖。
[0049] 在每个主线CPW 5的输出端并联连接两个终端匹配电阻11，所述终端匹配电阻11完全吸收由主线CPW输入端1、2、3和4传输到其输出端的微波功率，并转换为热量。每个终端匹配电阻11的阻抗为100Ω。
[0050] 所述热电堆是由热电偶12串联连接而组成的，其包括两种：由八个热电偶12构成四对热电偶12而组成的热电堆，和由每个副线CPW 5输出端并联两个阻抗为100Ω的热电偶12而组成的热电堆。所述由八个热电偶12构成四对热电偶12而组成的热电堆，其每个热电偶12靠近一个终端匹配电阻11，但不与该终端匹配电阻11连接，热电堆靠近终端电阻11的一端吸收到这种热量，并引起这端温度的升高，即为热电堆的热端，然而热电堆的另一端的温度被作为环境温度，即为热电堆的冷端，由于热电堆热冷两端温度的不同，根据Seebeck效应，在热电堆的输出压焊块16上产生热电势的输出；所述由副线CPW 5输出端并联两个阻抗为100Ω的热电偶12而组成的热电堆，其每个热电偶12也被看作为一个100Ω的匹配电阻，在热电偶12的中间部分为热端，而热电偶12的两端为冷端，每个热电偶12吸收微波功率而产生热量，基于Seebeck效应，将其转化为热电势的输出。每个热电偶12均有一个半导体热偶臂13和一个金属热偶臂14组成。
[0051] 所述金属散热片15被由八个热电偶12构成四对热电偶12而组成的热电堆的冷端环绕，用于维持该热电堆的冷端温度为环境温度，从而提高该热电堆热冷两端的温差。
[0052] 所述连接线17用于热电偶12之间以及热电堆与输出压焊块16之间的连接。
[0053] 所述MEMS衬底膜结构18分别位于终端匹配电阻11和由八个热电偶12构成四对热电偶12而组成的热电堆的热端下方，和由副线CPW 5输出端并联两个热电偶12的中间部分的下方；在其下方的GaAs衬底19通过MEMS背面刻蚀技术去掉一部分，形成MEMS衬底膜结构18，提高了热量的传输效率从而提高热电堆热冷两端的温差。
[0054] 本发明的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器通过对称放置四个主线CPW5，它们相互之间呈90º的角，在每个主线CPW 5的输出端连接两个终端匹配电阻11，每个终端匹配电阻11附近有一个热电偶12，将这四对热电偶12相互之间也同样呈90º的角放置并串联连接形成热电堆，从而实现四输入微波功率的测量；并且在每个主线CPW信号线上横跨一个MEMS悬臂梁6，在该悬臂梁6下方有聚酰亚胺绝缘介质层8，MEMS悬臂梁6的一端未被固定而另一端固定在锚区7上，实现了由MEMS悬臂梁6从主线CPW 5上耦合出一定比例的微波功率到副线CPW 5上；在每个副线CPW 5输出端并联连接两个阻抗为100Ω的热电偶12，其每个热电偶12也被看作为一个100Ω的匹配电阻，在每个副线CPW地线上有一个隔直电容10，从而能够检测其中哪些输入了微波功率及其微波功率大小的比例。四个主线CPW输入端1、2、3和4都被连接到射频电路中，如果微波信号功率被MEMS悬臂梁6从主线CPW 5上耦合出一定比例到副线CPW 5上，在MEMS悬臂梁的锚区7相连接的副线CPW
5上的微波功率完全被其相应两个并联的热电偶12吸收而发热，引起由这两个热电偶12组成的热电堆热冷两端存在温差，基于Seebeck效应，则在该热电堆输出压焊块16上产生热电势的输出，从而通过测量是否有微波功率被MEMS悬臂梁6从主线CPW 5耦合到副线CPW
5上来检测该输入是否有微波功率的传输；当一个、两个、三个或者四个待测的微波信号分别通过一个、两个、三个或者四个CPW输入端1、2、3和4引入时，在这些主线CPW 5输出端并联的终端匹配电阻11分别吸收这些微波功率而产生热量，使终端电阻11周围的温度升高，放置在该终端电阻11附近的热电偶12分别测量其温度差，基于Seebeck效应，在主线CPW 5相连接的终端电阻11附近的热电堆的输出压焊块16上产生热电势的输出，从而实现单输入、双输入、三输入或者四输入微波功率的测量；同时也可以通过测量多输入内分别被MEMS悬臂梁6耦合到副线CPW 5上的微波功率而转化为热电势的比例来确定输入到该主线CPW 5上微波功率量的比例。
[0055] 四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器的制备方法为：
[0056] 1）准备砷化镓衬底19：选用外延的半绝缘砷化镓衬底，其中外延N＋ 砷化镓的掺18 -3
杂浓度为为10 cm ，其方块电阻值为100～130Ω/ ；
[0057] 2）在外延的N＋ 砷化镓衬底涂覆光刻胶，保留预备制作欧姆接触区和初步形成热＋电堆的半导体热偶臂13的光刻胶，然后去除光刻胶地方的外延的N 砷化镓被隔离，形成欧姆接触区和初步形成热电堆的半导体热偶臂13；
[0058] 3）反刻步骤2）中初步形成的热电堆的半导体热偶臂13，完全形成其掺杂浓度为17 -3
10 cm 的热电堆的半导体热偶臂13；
[0059] 4）在步骤3）得到的衬底上涂覆光刻胶，去除预备制作热电堆的金属热偶臂处14的光刻胶；
[0060] 5）在衬底上溅射金锗镍/金，其厚度共为2700Å；
[0061] 6）剥离去除步骤4）中留下的光刻胶，连带去除了光刻胶上的金锗镍/金，形成热电堆的金属热偶臂14；
[0062] 7）在步骤6）得到的衬底上涂覆光刻胶，去除预备制作终端匹配电阻11处的光刻胶；
[0063] 8）在衬底上溅射氮化钽，其厚度为1μm；
[0064] 9）将步骤7）中留下的光刻胶剥离去除，连带去除光刻胶上面的氮化钽，初步形成由氮化钽构成的终端匹配电阻11；
[0065] 10）在砷化镓衬底19上涂覆光刻胶，去除预备制作主副线CPW 5、MEMS悬臂梁的锚区7、隔直电容10的下极板、金属散热片15、输出压焊块16以及连接线17地方的光刻胶；
[0066] 11）在衬底上通过蒸发方式生长一层金，其厚度为0.3μm；
[0067] 12）将步骤10）留下的光刻胶去除，连带去除了光刻胶上面的金，初步形成主副线CPW 5、MEMS悬臂梁的锚区7、隔直电容10的下极板、金属散热片15、输出压焊块16以及连接线17；
[0068] 13）反刻氮化钽，形成与主线CPW 5输出端相连接的终端匹配电阻11，其方块电阻均为25Ω/ ；
[0069] 14）淀积并光刻聚酰亚胺绝缘介质层8：在前面步骤处理得到的砷化镓衬底19上涂覆1.6μm厚的聚酰亚胺层，光刻聚酰亚胺层，仅保留MEMS悬臂梁6和空气桥9下方以及隔直电容10处的聚酰亚胺绝缘介质层8；
[0070] 15）通过蒸发方式生长用于电镀的底金：蒸发钛/金/钛，作为底金，其厚度为500/1500/300Å；
[0071] 16）涂覆光刻胶，去除预备制作主副线CPW 5，MEMS悬臂梁6、MEMS悬臂梁的锚区7、隔直电容10的上极板、金属散热片15、输出压焊块16、空气桥9以及连接线17地方的光刻胶；
[0072] 17）电镀一层金，其厚度为2μm；
[0073] 18）去除步骤16）中留下的光刻胶；
[0074] 19）反刻钛/金/钛，腐蚀底金，形成主副线CPW 5，MEMS悬臂梁6、MEMS悬臂梁的锚区7、隔直电容10的上极板、金属散热片15、输出压焊块16、空气桥9以及连接线17；
[0075] 20）将该砷化镓衬底19背面减薄至100μm；
[0076] 21）在砷化镓衬底19的背面涂覆光刻胶，去除预备在砷化镓19背面形成膜结构18地方的光刻胶；
[0077] 22）刻蚀减薄终端匹配电阻11和八个热电偶12构成四对热电偶12而组成的热电堆的热端下方的砷化镓衬底19，和由每个副线CPW 5输出端并联两个热电偶12的中间部分的下方的砷化镓衬底19，形成膜结构18，刻蚀80μm的衬底厚度，保留20μm的膜结构18。
[0078] 区分是否为该结构的标准如下：
[0079] （1）微波信号功率的引入和传输采用CPW来实现；
[0080] （2）将四个主线CPW 5对称放置且相互之间呈90º角，主线CPW 5的特征阻抗均为50Ω，在每个主线CPW 5的输出端并联两个100Ω终端匹配电阻11，每个终端匹配电阻11附近有一个热电偶12，将这四对热电偶12相互之间呈90º的角放置并串联连接形成热电堆；
[0081] （3）四个MEMS悬臂梁6分别横跨在四个主线CPW信号线上，它们相互之间也呈90º角，在MEMS悬臂梁6下方有绝缘介质层8，MEMS悬臂梁6的一端未被固定而另一端通过固定在锚区7上与副线CPW信号线相连接；
[0082] （4）在每个副线CPW 5输出端并联两个100Ω的热电偶12，其副线CPW地线上有一个隔直电容10，该副线CPW 5的特征阻抗也为50Ω；
[0083] 满足以上条件的结构即视为本发明的四输入微机械悬臂梁热电式微波功率传感器。
