[發明專利]硅微機械諧振式微壓傳感器芯片的結構及制造方法

無效

• 申請號: 200610053558.1
• 申請日: 2006-09-25
• 公開（公告）號: CN101153825A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 韓建強
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01L7/08
• 分類號: G01L7/08;G01L11/04;G01L1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.硅微機械諧振式微壓傳感器芯片，其特征在于：傳感器芯片由帶有單個或兩個剛性硬芯的感壓膜片、雙端固支梁和蓋板組成。

2.根據權利要求1所述的由帶有單個剛性硬芯的感壓膜片、雙端固支梁和蓋板組成微壓傳感器芯片的特征在于：剛性硬芯位于感壓膜片的中央，硬芯的四個邊和感壓膜片的四個邊框之間有四個幾何結構相同并且對稱分布的雙端固支梁。一部分或全部雙端固支梁可采用激振器驅動而振動，成為橋諧振器，其諧振頻率可由拾振器檢測，頻率的大小反映了被測壓力的大小。蓋板和感壓膜片之間通過真空鍵合技術或玻璃密封工藝等真空封裝技術形成真空密封腔。

3.根據權利要求1所述的由帶有兩個剛性硬芯的感壓膜片、雙端固支梁和蓋板組成微壓傳感器芯片的特征在于：感壓膜片的兩個剛性硬芯之間以及兩個剛性硬芯與感壓膜片的邊框之間有三個幾何結構相同雙端固支梁。在流體壓力的作用下中央的雙端固支梁感受拉應力，邊緣雙端固支梁感受壓應力，其諧振頻率差值反映了被測壓力的大小。蓋板和感壓膜片之間通過真空鍵合技術或玻璃密封工藝等真空封裝技術形成真空密封腔。

4.根據權利要求1所述的兩種硅微機械諧振式微壓傳感器芯片，其特征在于：諧振式微壓傳感器芯片的雙端固支梁可采用以下激振方式：電磁激勵、靜電激勵、壓電激勵、電熱激勵、光熱激勵。其諧振頻率可采用以下方式檢測：壓電拾振、電容拾振、電磁拾振、光信號拾振以及壓敏電阻拾振。

5.根據權利要求1所述的兩種硅微機械諧振式微壓傳感器芯片，其特征在于：諧振式微壓傳感器芯片的橋諧振器即可采用的雙端固支梁，也可采用三梁結構諧振器。三梁結構諧振器的兩邊梁的寬度是中間梁寬度的二分之一，兩邊梁與中間梁振動相位相反。

6.根據權利要求1所述的兩種硅微機械諧振式微壓傳感器芯片，其特征在于：可采用以下工藝制作：

1)原始硅片為SOI硅片。

2)熱氧化或淀積氮化硅薄膜作為掩膜。

3)背面光刻背腐蝕窗口。

4)背面腐蝕硅，腐蝕深度由傳感器量程決定。

5)正面光刻感壓膜片和雙端固支梁。

6)各向異性濕法腐蝕或干法刻蝕，直到二氧化硅埋層暴露出來。

7)緩釋氫氟酸完全腐蝕橋諧振器下面的二氧化硅，雙端固支梁和橋諧振器得到釋放。

8)在橋上制作振動激振器和檢振器。

9)真空封裝。

10)焊接引線，劃片。