[發(fā)明專利]一種基于MEMS工藝的微型封裝F-P壓力傳感器及成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410728291.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN104596685A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉玨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉玉玨
• 主分類號(hào): G01L1/24
• 分類號(hào): G01L1/24;G01L11/02
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;李愛英

1.一種基于MEMS工藝的微型封裝F-P壓力傳感器，其特征在于：所述F-P壓力傳感器包括F-P壓力敏感MEMS芯片(1)和準(zhǔn)直擴(kuò)束光纖(2)；

其中，所述F-P壓力敏感MEMS芯片(1)由SOI硅片、玻璃片(3)和雙拋硅片(4)組成；

所述SOI硅片包括頂層硅(5)、中間氧化層(6)和底層硅(7)；其中，底層硅(7)的外表面依次沉積有增透膜Ⅰ(8)和鈍化層(10)；由SOI硅片頂層硅(5)的表面沿SOI硅片厚度方向加工深度至底層硅(7)的環(huán)形凹槽，在環(huán)形凹槽的中心形成圓柱形凸臺(tái)；所述圓柱形凸臺(tái)的表面與底層硅(7)和中間氧化層(6)的分界面處于同一平面，且圓柱形凸臺(tái)的表面沉積有高反膜Ⅰ(3)；

所述玻璃片(3)上表面沉積有高反膜Ⅱ(12)，下表面沉積有增透膜Ⅱ(11)；

所述雙拋硅片(4)的具有中心孔，所述圓孔直徑大于準(zhǔn)直擴(kuò)束光纖(2)的外徑；

所述準(zhǔn)直擴(kuò)束光纖(2)的上端設(shè)置有自聚焦透鏡或等效光學(xué)元件；

整體連接關(guān)系：

所述SOI硅片通過硅-玻璃陽(yáng)極鍵合固定在玻璃片(3)上，鍵合面為SOI硅片中頂層硅(5)的外表面與玻璃片(3)的上表面；玻璃片(3)通過硅-玻璃陽(yáng)極鍵合固定在雙拋硅片(4)上，鍵合面為玻璃片(3)的下表面與雙拋硅片(4)的上表面；準(zhǔn)直擴(kuò)束光纖(2)通過焊料同軸固定在雙拋硅片(4)的中心孔中；其中，SOI硅片上的環(huán)形凹槽與玻璃片(3)的上表面形成密閉空腔；所述高反膜Ⅰ(9)與高反膜Ⅱ(12)之間的形成的區(qū)域構(gòu)成F-P光學(xué)干涉腔；所述高反膜Ⅰ(9)、高反膜Ⅱ(12)、增透膜Ⅰ(8)和增透膜Ⅱ(11)的中心點(diǎn)位于圓柱形凸臺(tái)的軸線上；且高反膜Ⅰ(9)、高反膜Ⅱ(12)、增透膜Ⅰ(8)和增透膜Ⅱ(11)的面積均大于準(zhǔn)直擴(kuò)束光纖(2)的出射光束面積并小于等于圓柱形凸臺(tái)的面積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS工藝的微型封裝F-P壓力傳感器，其特征在于：所述增透膜Ⅰ(8)和增透膜Ⅱ(11)構(gòu)成材料均為SiO₂/Ta₂O₅復(fù)合介質(zhì)膜、SiO₂/TiO₂復(fù)合介質(zhì)膜和SiO₂/Si₃N₄復(fù)合介質(zhì)膜中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS工藝的微型封裝F-P壓力傳感器，其特征在于：所述高反膜Ⅰ(9)為SiO₂/Ta₂O₅復(fù)合介質(zhì)膜、SiO₂/TiO₂復(fù)合介質(zhì)膜、SiO₂/Si₃N₄復(fù)合介質(zhì)膜和金反射膜中的一種；所述高反膜Ⅱ(12)為SiO₂/Ta₂O₅復(fù)合介質(zhì)膜、SiO₂/TiO₂復(fù)合介質(zhì)膜和SiO₂/Si₃N₄復(fù)合介質(zhì)膜中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于MEMS工藝的微型封裝F-P壓力傳感器，其特征在于：所述高反膜Ⅰ(9)為金反射膜時(shí)，底層硅(7)的上表面不沉積增透膜而直接沉積金膜作為鈍化層。