[發(fā)明專利]一種MEMS矢量水聽(tīng)器芯片及MEMS矢量水聽(tīng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210064158.X
• 申請(qǐng)日: 2022-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114485909A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋金龍;鄭欣怡;鳳瑞;周六輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心
• 主分類號(hào): G01H11/06
• 分類號(hào): G01H11/06
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;徐律

1.一種MEMS矢量水聽(tīng)器芯片，其特征在于，包括：

錨點(diǎn)，其由兩層硅片組成，下面的一層為襯底層，上面的一層為聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)層；

至少一個(gè)聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)，其的一端與所述錨點(diǎn)固定連接、另一端朝向遠(yuǎn)離所述錨點(diǎn)的方向延伸形成為自由端，所述聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)可在聲波的作用下發(fā)生變形受到應(yīng)力作用；

至少一組電阻元件，任一組所述電阻元件包括設(shè)于所述聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)的與所述錨點(diǎn)連接的一端上的第一電阻元件和設(shè)于所述聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)層上的第二電阻元件，所述第一電阻元件和所述第二電阻元件的初始值相同且共同組成一個(gè)惠斯通電橋；

所述電阻元件連接有兩個(gè)輸出端口，當(dāng)所述芯片未受到聲波作用時(shí)，兩個(gè)輸出端口的輸出電壓相等；當(dāng)所述芯片受到聲波作用時(shí)，其中一個(gè)輸出端口的輸出電壓增加、另一個(gè)輸出端口的輸出電壓減小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS矢量水聽(tīng)器芯片，其特征在于，所述聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)呈正交設(shè)置在所述錨點(diǎn)的相鄰的兩個(gè)側(cè)面上，每個(gè)所述聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)與所述錨點(diǎn)上形成有一個(gè)惠斯通電橋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS矢量水聽(tīng)器芯片，其特征在于，所述硅片為摻雜磷元素的N型硅片，電阻率為1~10Ω.cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS矢量水聽(tīng)器芯片，其特征在于，所述第一電阻元件包括兩個(gè)對(duì)稱分布在所述聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)的與所述錨點(diǎn)連接的一端且靠近所述聲學(xué)敏感結(jié)構(gòu)的邊緣的壓敏電阻，所述第二電阻元件也包括兩個(gè)壓敏電阻，四個(gè)壓敏電阻的初始值相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MEMS矢量水聽(tīng)器芯片，其特征在于，所述壓敏電阻摻雜有硼元素。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MEMS矢量水聽(tīng)器芯片，其特征在于，四個(gè)壓敏電阻通過(guò)鋁線連接得到惠斯通電橋，其中所述第一電阻元件中的一個(gè)壓敏電阻和所述第二電阻元件中的一個(gè)壓敏電阻連接并連接有一個(gè)輸出端口，所述第一電阻元件中的另一個(gè)壓敏電阻和所述第二電阻元件中的另一個(gè)壓敏電阻連接并連接有另一個(gè)輸出端口；所述第一電阻元件中的兩個(gè)壓敏電阻的另一端與電源VDD連接，所述第二電阻元件中的兩個(gè)壓敏電阻的另一端接地。

7.一種MEMS矢量水聽(tīng)器，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的MEMS矢量水聽(tīng)器芯片。