[發明專利]一種硅基單島結構石英梁諧振式微壓力傳感器芯片

有效

• 申請號: 201310016272.6
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103115720A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 趙玉龍;程榮俊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01L9/08
• 分類號: G01L9/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種硅基單島結構石英梁諧振式微壓力傳感器芯片，包括石英梁（7），其特征在于：石英梁（7）通過低應力粘接膠（8）粘接在硅基底（1）的正面上，石英梁（7）的四個對角分別與硅基底（1）正面上的四個對準標記（12-1）、（12-2）、（12-3）、（12-4）對準，硅基底（1）的背面與玻璃基底（9）封接在一起，玻璃基底（9）的正面腐蝕了凹槽（11），凹槽（11）的中心加工了一壓力孔（10），壓力孔（10）與大氣相通，或者與另一被測氣源相通形成差壓式傳感器；

所述的硅基底（1）正面經過ICP刻蝕形成U型凹槽（2-1）和矩形凹槽（2-2），正面未被刻蝕區域形成了矩形粘接凸臺（4）和兩根硅梁，兩根硅梁為第一硅梁（6-1）、第二硅梁（6-2），矩形粘接凸臺（4）和硅基底（1）的外圍分別制作了第一對準標記（12-1）、第二對準標記（12-2）和第三對準標記（12-3）、第四對準標記（12-4），硅基底（1）的背面腐蝕凹腔形成一個硅島（5），經正面和背面腐蝕后，硅基底（1）上的U型凹槽（2-1）和矩形凹槽（2-2）所對應的區域即構成壓力敏感膜（3）。

2.根據權利要求1所述的一種硅基單島結構石英梁諧振式微壓力傳感器芯片，其特征在于：所述的石英梁（7）由兩端的第一基座（13-1）、第二基座（13-2）和中間腐蝕了矩形凹槽的兩根單梁（14-1）、（14-2）構成，第一基座（13-1）上表面覆蓋有兩壓焊塊，分別為第一壓焊塊（15-1）和第二壓焊塊（15-2），第一單梁（14-1）和第二單梁（14-2）的四周均覆蓋有電極，并且電極分別與第一壓焊塊（15-1）和第二壓焊塊（15-2）連通，第一基座（13-1）、第二基座（13-2）、第一單梁（14-1）和第二單梁（14-2）的材料均為石英晶體，第一壓焊塊（15-1）、第二壓焊塊（15-2）以及兩根單梁四周覆蓋的電極材料為均為金或銀，石英梁（7）的厚度為80~200μm。

3.根據權利要求1所述的一種硅基單島結構石英梁諧振式微壓力傳感器芯片，其特征在于：所述的U型凹槽（2-1）和矩形凹槽（2-2）的刻蝕深度為60~100μm，且刻蝕深度一致。

4.根據權利要求1所述的一種硅基單島結構石英梁諧振式微壓力傳感器芯片，其特征在于：所述的壓力敏感膜（3）的厚度為30~60μm。

5.根據權利要求1所述的一種硅基單島結構石英梁諧振式微壓力傳感器芯片，其特征在于：所述的第一硅梁（6-1）、第二硅梁（6-2）寬度為100~300μm，且寬度一致。

6.根據權利要求1所述的一種硅基單島結構石英梁諧振式微壓力傳感器芯片，其特征在于：所述的凹槽（11）刻蝕深度為30~50μm。

7.根據權利要求1所述的一種硅基單島結構石英梁諧振式微壓力傳感器芯片，其特征在于：所述的四個對準標記（12-1）、（12-2）、（12-3）、（12-4）圍成的矩形區域與石英梁（7）的四個對角所圍成的區域大小一致。