[發明專利]一種二維熱膜風速風向傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201210225095.8
• 申請日: 2012-06-30
• 公開（公告）號: CN102749473A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 秦明;項天彧;陳升奇;周麟;黃慶安
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01P5/10
• 分類號: G01P5/10;G01P13/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種二維熱膜風速風向傳感器，其特征在于，該傳感器包括襯底（1），絕緣層（2），測溫元件（3）和加熱元件（4）；襯底（1）中設有空腔（5），且空腔（5）頂面到襯底（1）頂面的距離小于10微米；絕緣層（2）貼覆在襯底（1）的上表面，測溫元件（3）和加熱元件（4）分別固定在絕緣層（2）的上表面；測溫元件（3）為四個，測溫元件（3）位于加熱元件（4）的周邊，每個測溫元件（3）到加熱元件（4）的距離相等，且相對的測溫元件（3）以加熱元件（4）為中心，相互對稱，相鄰的測溫元件（3）相對的端部距離均相等；測溫元件（3）和加熱元件（4）位于空腔（5）的正上方。

2.按照權利要求1所述的二維熱膜風速風向傳感器，其特征在于，所述的襯底（1）由（100）晶向單晶硅制成，所述的絕緣層（2）由二氧化硅制成。

3.按照權利要求1所述的二維熱膜風速風向傳感器，其特征在于，所述的測溫元件（3）為金屬膜電阻溫度傳感器。

4.按照權利要求1所述的二維熱膜風速風向傳感器，其特征在于，所述的加熱元件（4）為金屬膜電阻。

5.按照權利要求1所述的二維熱膜風速風向傳感器，其特征在于，所述的絕緣層（2）的厚度為0.5到2微米。

6.一種權利要求1所述的二維熱膜風速風向傳感器的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

第一步：取（100）晶向單晶硅片，該硅片作為襯底（1）；

第二步：在硅片內部制備一空腔（5）：首先在硅片的上表面涂膠，用光刻機對硅片光刻，用感應耦合等離子干法刻蝕設備對硅片的表面刻蝕形成豎向淺槽，然后采用各向同性干法對豎向淺槽底部進行橫向鉆蝕，形成下部通槽，該下部通槽連通各豎向淺槽，隨后，去除硅片上表面的膠層，對硅片表面清洗干凈后，對硅片進行正面外延硅，填充豎向淺槽，形成空腔（5），最后化學機械拋光表面獲得平整表面；

第三步：氧化硅片上表面，形成絕緣層（2）；

第四步：在絕緣層（2）上表面，采用磁控濺射方法濺射金屬，并光刻形成測溫元件（3）和加熱元件（4）。

7.按照權利要求6所述的二維熱膜風速風向傳感器的制備方法，其特征在于，還包括第五步，在加熱元件（4）和測溫元件（3）表面，用磁控濺射方法濺射金或鋁，并光刻形成壓焊區。