[发明专利]一种无源无线温、湿度集成传感器

权利要求书

1.一种无源无线温、湿度集成传感器，其特征在于，该传感器采用悬臂梁电容式温度传感器和叉指电容式湿度传感器，包括从下至上依次连接的半导体衬底（1）、下介质层（2）、下金属层（3）、中间介质层（4）、中间金属层（5）、上介质层（6），以及位于所述上介质层（6）上表面的上金属互连线（7）和湿敏材料（8），

所述半导体衬底（1）包括基底，设置在所述基底上表面的悬臂梁结构的温度传感器下电极（11）、位于所述温度传感器下电极（11）一侧并与之连接的引线（12），所述下介质层（2）上设置有位于温度传感器下电极（11）上方的下介质梁（21）和位于所述下介质梁（21）一侧的下介质通孔（22），

所述下金属层（3）包括温度传感器上电极（31）和位于所述温度传感器上电极（31）外周并与之相连的第一螺旋电感（32），所述温度传感器上电极（31）位于下介质梁（21）上方，所述中间介质层（4）上设置有位于温度传感器上电极（31）上方的中间介质梁（41），

所述中间金属层（5）包括湿度传感器叉指电容（51）和位于所述湿度传感器叉指电容（51）外周并与之相连的第二螺旋电感（52），所述湿度传感器叉指电容（51）位于中间介质梁（41）正上方的一侧，

所述上介质层（6）上设置有位于中间介质梁（41）上方的上介质梁（61）、位于所述上介质梁（61）一侧的上介质第一通孔（62）和上介质第二通孔（63），所述上金属互连线（7）位于上介质第一通孔（62）和上介质第二通孔（63）之间，所述湿敏材料（8）设置于上金属互连线（7）和上介质梁（61）之间，并位于湿度传感器叉指电容（51）正上方；

所述引线（12）的一端与温度传感器下电极（11）连接，另一端通过下介质通孔（22）与第一螺旋电感（32）的外侧端部连接，第一螺旋电感（32）的内侧端部与温度传感器上电极（31）连接，所述湿度传感器叉指电容（51）包括对称的两个电极，其中一个电极与所述第二螺旋电感（52）的内侧端部连接，另一个电极通过上介质第一通孔（62）与上金属互连线（7）的一端连接，上金属互连线（7）的另一端通过上介质第二通孔（63）与第二螺旋电感（52）的外侧端部连接。

2.根据权利要求1所述的无源无线温、湿度集成传感器，其特征在于，所述的温度传感器下电极（11）、下介质梁（21）和温度传感器上电极（31）组成悬臂梁电容式温度传感器，所述悬臂梁电容式温度传感器与第一螺旋电感（32）连成热敏谐振回路；所述湿度传感器叉指电容（51）、上介质层（6）和湿敏材料（8）形成叉指电容式湿度传感器，所述叉指电容式湿度传感器与第二螺旋电感（52）连成湿敏谐振回路。

3.根据权利要求1或2所述的无源无线温、湿度集成传感器，其特征在于，所述压敏谐振回路和热敏谐振回路工作在不同的谐振频率，所述悬臂梁电容式温度传感器通过第一螺旋电感（31）将气压敏感信号无线输出，所述叉指电容式湿度传感器通过第二螺旋电感（52）将湿度敏感信号无线输出。