一种基于纳米复合材料的自驱动、自感知悬臂梁传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于纳米复合材料的自驱动、自感知悬臂梁传感器，其包括二氧化硅层、单晶硅层、压阻感知层、PZT驱动电极层、PZT层、PZT层驱动电极金属引线，PZT驱动电极层和PZT层形成U型结构，U型结构三面包围的空间铺有压阻感知层，压阻感知层的上端面设置有检测电桥电阻和压阻感知层金属引线，U型结构封闭侧的外侧铺有多晶硅纳米膜和二氧化硅纳米膜，利用多晶硅纳米膜优异的机械特性，减小悬臂梁弹性层的残余应力，提升多层复合结构的稳定性；通过嵌套式布局和阶梯式结构等合理设计，保证传感器的灵敏度和机械响应，推动精密传感器技术智能化、集成化应用进程，在保证检测灵敏度和重现性的基础上，提高悬臂梁传感器的集成化程度。

Self drive and self sensing cantilever beam sensor based on nano composite material

The present invention relates to a nano composite material self driven, self sensing sensor based on cantilever beam, which includes a silica layer, layer, silicon piezoresistive sensing layer, PZT layer, PZT layer, a driving electrode layer PZT drive electrode metal wire electrode, PZT driver layer and PZT layer formed U type structure, space structure U the three sides covered with piezoresistive sensing layer, piezoresistive sensing layer arranged on the upper end face detection of bridge resistance and piezoresistive sensing layer of metal wire, U type structure outside the closed side covered with polysilicon nano film and nano silica film, using the mechanical property of polysilicon nano film excellent, reduce the residual layer of elastic cantilever beam the stress, enhance the stability of multilayer composite structure; through reasonable design of nested layout and ladder type structure, to ensure the sensitivity of the sensor and the mechanical response, promote intelligent precision sensor technology With the integration process, the integration degree of the cantilever sensor is improved on the basis of ensuring sensitivity and repeatability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米复合材料的自驱动、自感知悬臂梁传感器
本专利技术属于微机电系统（Micro-electroMechanicalSystems,MEMS）领域，涉及一种基于纳米复合材料的自驱动、自感知悬臂梁传感器及其制造方法。
技术介绍
作为人类获取自然、生产和生活领域中信息的主要途径与手段，传感器早已渗透到工业生产、环境保护、医学诊断等广泛的领域。毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至人体内部，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。据《中国传感器市场深度评估及发展预测报告（2016版）》显示：2014年，全球传感器市场规模已达1260亿美元，同比增长20%左右。中国、美国、日本、德国四国合计占据全球传感器市场份额的72%。虽然我国占据了全球约11%的传感器市场份额，但70%左右的关键技术却掌握在意法半导体、博世、飞思卡尔等外资企业手中，缺少自主知识产权的核心技术是目前我国传感器行业发展遇到的最大瓶颈。MEMS是在微电子技术的基础上发展起来的，涉及电子、机械、材料等多种学科的前沿研究领域，具有广阔的应用前景，也是精密传感器制造的首选技术。与传统技术相比，采用MEMS工艺制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纳米复合材料的自驱动、自感知悬臂梁传感器，其特征在于：包括中二氧化硅层，中二氧化硅层下端面的一侧铺有下单晶硅层，下单晶硅层截面为上宽下窄的梯形，下单晶硅层的下端面铺有下二氧化硅保护层，中二氧化硅层上端面铺有U型的PZT下驱动电极层， PZT下驱动电极层的U型开口侧与下单晶硅层所在侧相同，PZT下驱动电极层的U型开口一侧端部设置有PZT下层驱动电极金属引线，PZT下驱动电极层的上端面铺有与其形状相对应的PZT层，PZT层上端面铺有与其形状相对应的PZT上驱动电极层，PZT上驱动电极层的U型开口与PZT下层驱动电极金属引线相同侧端部设置有PZT上层驱动电极金属引线，PZT下驱动电极层、PZ...

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米复合材料的自驱动、自感知悬臂梁传感器，其特征在于：包括中二氧化硅层，中二氧化硅层下端面的一侧铺有下单晶硅层，下单晶硅层截面为上宽下窄的梯形，下单晶硅层的下端面铺有下二氧化硅保护层，中二氧化硅层上端面铺有U型的PZT下驱动电极层，PZT下驱动电极层的U型开口侧与下单晶硅层所在侧相同，PZT下驱动电极层的U型开口一侧端部设置有PZT下层驱动电极金属引线，PZT下驱动电极层的上端面铺有与其形状相对应的PZT层，PZT层上端面铺有与其形状相对应的PZT上驱动电极层，PZT上驱动电极层的U型开口与PZT下层驱动电极金属引线相同侧端部设置有PZT上层驱动电极金属引线，PZT下驱动电极层、PZT层和PZT上驱动电极层封闭端对齐形成U型结构，中二氧化硅层上端面与U型结构三面包围的空间铺有上单晶硅层，上单晶硅层上端面铺有上二氧化硅保护层，在中二氧化硅层上端面和上单晶硅层内设有压阻感知层，压阻感知层的上端面设置有检测电桥电阻和压阻感知层金属引线，检测电桥电阻的高度与上二氧化硅保护层上表面齐平，压阻感知层金属引线的高度高于上二氧化硅保护层的上表面，在中二氧化硅层上端面U型结构封闭侧的外侧铺有下层多晶硅纳米膜，下层多晶硅纳米膜上端面铺有二氧化硅纳米膜，二氧化硅纳米膜上端面铺有上层多晶硅纳米膜。2.根据权利要求1所述基于纳米复合材料的自驱动、自感知悬臂梁传感器，其特征在于：所述检测电桥电阻的数量为4个，2*2阵列，构成检测电桥。3.根据权利要求1所述基于纳米复合材料的自驱动、自感知悬臂梁传感器，其特征在于：所述压阻感知...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贺，揣荣岩，李新，关艳霞，夏贝贝，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21