[發明專利]諧振式微壓傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110386030.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113091989A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王軍波;張森;陳德勇;魯毓嵐;謝波;鄭宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉歌

1.一種諧振式微壓傳感器，其特征在于，包括：襯底層(500)、埋氧層(400)以及器件層(300)；

所述襯底層(500)包括：

第一凹槽，設置在所述襯底層(500)底部；其中，所述第一凹槽底部形成壓力敏感膜(530)；以及

第一凸臺(510)，設置在壓力敏感膜(530)上，用于構造應力集中區，提高諧振式微壓傳感器的壓力靈敏度，同時提高壓力敏感膜(530)的剛度；

所述埋氧層(400)，設置在所述襯底層(500)頂部；

所述器件層(300)設置在所述埋氧層(400)上，包括：

第一諧振單元(311)，用于接收張應力；其中，第一諧振單元(311)的諧振頻率與壓力呈正相關；

第二諧振單元(312)，位于所述第一諧振單元(311)一側，用于接收壓應力；其中，第二諧振單元(312)的諧振頻率與壓力呈負相關；

硅島區，包括多個硅島單元；其中，第一硅島單元(321)，設置于所述第一諧振單元(311)與所述第二諧振單元(312)之間；第二硅島單元(322)與第三硅島單元(323)，分別設置在所述第一諧振單元(311)兩側；第四硅島單元(324)，設置于所述第二硅島單元(322)與所述第三硅島單元(323)之間；第五硅島單元(325)與第六硅島單元(326)分別設置在所述第二諧振單元(312)的兩側。

2.根據權利要求1所述的諧振式微壓傳感器，其特征在于，所述器件層(300)還包括：

第一引線電極(33)，設置在所述第一硅島單元(321)的一側，且與所述第一諧振單元(311)連接，用于連接外部電路；

第二引線電極(34)，設置在所述第一硅島單元(321)的另一側；與所述第二諧振單元(312)連接，用于連接外部電路；

其中，所述第一引線電極(33)與所述第二引線電極(34)均分別包括多個引線電極單元(331)；

隔離槽(35)包圍在所述第一諧振單元(311)、所述第二諧振單元(312)、所述第一引線電極(33)、所述第二引線電極(34)以及每個所述硅島單元外，用于隔離電信號傳導。

3.根據權利要求2所述的諧振式微壓傳感器，其特征在于，還包括：

多個引線孔通孔，設置在所述埋氧層(400)上，位于所述引線電極單元(331)下方；

多個引線孔(520)，設置在所述襯底層(500)上，位于所述引線孔通孔下方；以及

外接導線，穿過所述引線孔(520)以及引線孔通孔，設置在所述引線電極單元(331)下方，用于連接外部電源。

4.根據權利要求1所述的諧振式微壓傳感器，其特征在于，所述埋氧層(400)包括：

第一釋放凹槽，設置在所述第一諧振單元(311)下方，用于釋放所述第一諧振單元(311)；以及

第二釋放凹槽，設置在所述第二諧振單元(312)下方，用于釋放所述第二諧振單元(312)。

5.根據權利要求1所述的諧振式微壓傳感器，其特征在于，還包括設置在所述器件層(300)上的封裝蓋板；

所述封裝蓋板包括：

第二凹槽，設置在所述封裝蓋板底部；以及

過載支撐單元(220)，設置在所述第二凹槽底部；

其中，所述第二凹槽與所述器件層(300)之間的空間形成諧振空腔(210)，用于為所述第一諧振單元(311)以及所述第二諧振單元(312)提供自由振動空間。

6.根據權利要求5所述的諧振式微壓傳感器，其特征在于，

所述封裝蓋板包括設置在器件層上的第二蓋板層(200)，以及

設置在第二蓋板層(200)上的第一蓋板層(100)；

其中，所述第一蓋板層(100)采用的材料包括硅；

其中，所述第二蓋板層(200)采用的材料包括玻璃。

7.根據權利要求5所述的諧振式微壓傳感器，其特征在于，

所述過載支撐單元(220)的厚度小于所述第二凹槽側壁的厚度。