[發明專利]流量感測裝置及其制造方法和流體特性測量系統

在審

• 申請號: 202110295228.8
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113493186A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: G·加特瑞;F·里奇尼;L·奎利諾尼;L·科索;D·朱斯蒂
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00;G01F1/84
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

公開了流量感測裝置及其制造方法和流體特性測量系統。基于科里奧利力的流量感測裝置的實施例和用于制造該基于科里奧利力的流量感測裝置的實施例的方法的實施例，包括以下步驟：形成驅動電極；在驅動電極上形成第一犧牲區域；在第一犧牲區域上形成第一結構部分，在第一結構部分中埋設有第二犧牲區域；形成用于選擇性地蝕刻第二犧牲區域的開口；在開口內形成具有孔隙的多孔層；通過多孔層的孔隙去除第二犧牲區域，形成埋入通道；在多孔層上并且不在埋入通道內生長第二結構部分，第二結構部分與第一結構區域形成結構體；選擇性地去除第一犧牲區域，從而將結構體懸置在驅動電極上。

技術領域

本發明涉及一種用于制造基于科里奧利力的流量感測裝置的方法、一種基于科里奧利力的流量感測裝置以及一種包括該基于科里奧利力的流量感測裝置的用于測量流體的特性的系統。

背景技術

流體測量、控制和操縱在許多應用中是非常重要的。通過開發不同類型的直接質量流量計，質量流量和/或流體密度的直接和精確測量已經成為可能。這種類型的一個有效裝置是陀螺儀質量流量計，該陀螺儀質量流量計在進行測量時利用科里奧利力(Coriolisforce)(簡稱為科里奧利流量計)。

科里奧利流量計實際上是過去幾十年來最重要的流量測量原理之一?？评飱W利流量計基于能夠測量流動流體的多個參數(如質量流速、溫度、密度和粘度)的精確測量原理。

科里奧利流量計已經以多種不同的形狀和技術制造，包括金屬管和硅(后者屬于微流量計的領域)。通常通過從硅晶圓蝕刻微管結構而使用硅技術、采用類似MEMS的工藝流程來制造微流量計。這種微機械加工的硅基科里奧利傳感器芯片允許將科里奧利測量原理應用于微流體應用，即用于測量非常低的流速或小的流體質量。

在此概述了科里奧利流量計的功能原理。

科里奧利流量計是基于作用于振動通道中的流體流的科里奧利力的傳感器。主要優點是科里奧利力與質量流量成正比并且與溫度、壓力、流量分布和流體特性無關。因此，科里奧利型流量傳感器包括振動管，該振動管將其振動傳遞至管內的移動(流動)質量。由于外部施加的振動，該質量被迫改變其速度，從而導致可以檢測的科里奧利力。科里奧利力引起具有與質量流量成比例的振幅的振動。

基于科里奧利(Coriolis)的微流量計，即，以MEMS技術制造的，具有高成本和/或低產率和/或低可靠性的問題。

發明內容

本公開提供了滿足上述需要的用于制造基于科里奧利力的流量感測裝置的方法、基于科里奧利力的流量感測裝置以及包括基于科里奧利力的流量感測裝置的用于測量流體的特性的系統。

本公開涉及基于科里奧利力的流量感測裝置的實施例。例如，在至少一個實施例中，基于科里奧利力的流量感測裝置包括具有表面的硅基底。絕緣層在基底的表面上并且至少一個驅動電極在絕緣層上。硅結構體與驅動電極部分重疊，并且結構體具有埋入通道。

本公開涉及制造基于科里奧利力的流量感測裝置的方法。例如，在至少一個實施例中，方法包括通過以下步驟制造基于科里奧利力的流量感測裝置。在基底的絕緣層上的驅動電極上形成第一犧牲區域。在第一犧牲區域上形成第一結構部分。第一結構部分具有埋入在其中的第二犧牲區域。第二犧牲區域的一部分與驅動電極至少部分地重疊。形成穿過第一結構部分的一部分的至少一個孔?？椎竭_第二犧牲區域。在孔內形成多孔層。多孔層具有孔隙，孔隙的尺寸被確定為允許蝕刻劑通過，蝕刻劑被配置為選擇性地去除第二犧牲區域。通過使用蝕刻劑經由多孔層的孔隙選擇性地去除第二犧牲區域來形成埋入通道。通過形成與第一結構部分結合的第二結構部分來形成結構體。形成橫向于埋入通道的通孔。通孔到達第一犧牲區域。通過經由通孔選擇性地去除第一犧牲區域來將結構體的一個區域懸置在驅動電極上。

附圖說明

為了更好地理解本發明，現在將參考附圖僅通過非限制性實例來描述本發明的優選實施例，其中：

圖1示出了根據本公開的基于科里奧利力的流量感測裝置的實施例的側向截面視圖；