[發(fā)明專利]壓力傳感器及其制作方法、及電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110257462.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN113029403B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李伊夢(mèng);李向光;王超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歌爾微電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G01L1/22
• 分類號(hào): G01L1/22;G01L9/04
• 代理公司: 深圳市世紀(jì)恒程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44287
• 代理人: 梁馨怡

本發(fā)明公開一種壓力傳感器及其制作方法、及電子設(shè)備。其中，所述壓力傳感器包括：基底，所述基底的表面開設(shè)有凹槽；石墨烯感應(yīng)層，所述石墨烯感應(yīng)層設(shè)于所述基底設(shè)有所述凹槽的表面，并覆蓋所述凹槽以形成壓力腔；以及壓電材料層，所述壓電材料層設(shè)于所述石墨烯感應(yīng)層背向所述基底的表面。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠提高壓力傳感器的靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓力傳感器及其制作方法、及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，石墨烯因其獨(dú)特的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具備良好的電學(xué)特性和機(jī)械特性，被廣泛應(yīng)用于新型微納器件，比如懸浮型石墨烯壓力傳感器。在懸浮型石墨烯壓力傳感器中，石墨烯薄作為壓力感應(yīng)層，在應(yīng)變下表現(xiàn)出優(yōu)異的壓阻性能，能夠承受高達(dá)25％的彈性應(yīng)變，懸浮型石墨烯壓力傳感器的工作原理是當(dāng)傳感器腔內(nèi)外有壓力差時(shí)，石墨烯感應(yīng)層會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變，其電阻率會(huì)發(fā)生變化，通過電阻率的變化便可判斷壓力的大小。但是，目前的懸浮式石墨烯壓力傳感器在工作過程中往往存在靈敏度較低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種壓力傳感器及其制作方法、及電子設(shè)備，旨在提高壓力傳感器的靈敏度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的壓力傳感器，包括：基底，所述基底的表面開設(shè)有凹槽；石墨烯感應(yīng)層，所述石墨烯感應(yīng)層設(shè)于所述基底設(shè)有所述凹槽的表面，并覆蓋所述凹槽以形成壓力腔；以及壓電材料層，所述壓電材料層設(shè)于所述石墨烯感應(yīng)層背向所述基底的表面。

可選的實(shí)施例中，所述壓電材料層中壓電材料為鋯鈦酸鉛；和/或，所述壓電材料層的厚度范圍為500nm-1000nm。

可選的實(shí)施例中，所述石墨烯感應(yīng)層的厚度范圍為0.3nm-0.4nm。

可選的實(shí)施例中，所述基底包括硅基底和設(shè)于所述硅基底表面的硅基底，所述凹槽開設(shè)于所述硅基底背向所述硅基底的表面，并貫穿所述硅基底的另一表面。

可選的實(shí)施例中，所述硅基底的厚度范圍為0.5μm-1μm；和/或，所述硅基底的厚度范圍為300μm-500μm。

可選的實(shí)施例中，所述壓力傳感器還包括電極，所述電極設(shè)于所述基底朝向所述石墨烯感應(yīng)層的表面，且所述電極電性抵接于所述石墨烯感應(yīng)層。

本發(fā)明還提出了一種壓力傳感器的制作方法，包括以下步驟：

制作一基底，并在所述基底的表面開設(shè)凹槽；

在所述基底設(shè)有所述凹槽的表面制作一層石墨烯感應(yīng)層，使得所述石墨烯感應(yīng)層覆蓋所述凹槽以形成壓力腔；

在所述石墨烯感應(yīng)層背向所述基底的表面制作一層壓電材料層，干燥后得到壓力傳感器。

可選的實(shí)施例中，在所述石墨烯感應(yīng)層背向所述基底的表面制作一層壓電材料層，干燥后得到壓力傳感器的步驟中，包括：

將鋯鈦酸鉛納米線溶解于有機(jī)醇溶劑中，得到鋯鈦酸鉛膜液，

將所述鋯鈦酸鉛膜液涂覆在所述石墨烯感應(yīng)層背向所述基底的表面，干燥后得到壓力傳感器。

可選的實(shí)施例中，所述鋯鈦酸鉛納米線與所述有機(jī)醇溶劑的配比范圍為(10mg-20mg):(10ml-15ml)；和/或，所述鋯鈦酸鉛納米線的直徑范圍為270nm-300nm。

可選的實(shí)施例中，所述制作一基底，并在所述基底的表面開設(shè)凹槽的步驟中，包括：

在硅基底的表面制作一層硅基底；

在所述硅基底背向所述硅基底的表面開設(shè)凹槽，使得所述凹槽貫穿所述硅基底的另一表面。

可選的實(shí)施例中，在所述基底設(shè)有所述凹槽的表面制作一層石墨烯感應(yīng)層，使得所述石墨烯感應(yīng)層覆蓋所述凹槽以形成壓力腔的步驟之后，還包括：