压差式气体微流量传感器及其制作方法技术

技术编号:18395714 阅读:65 留言:0更新日期:2018-07-08 18:06
本发明专利技术涉及一种压差式气体微流量传感器,包括一单晶硅基片及集成于该单晶硅基片同一面上的一个气体微沟道及两个压力传感器;气体微沟道沿

【技术实现步骤摘要】
压差式气体微流量传感器及其制作方法
本专利技术属于硅微机械传感器
,涉及一种压差式气体微流量传感器及其制作方法。
技术介绍
近年来,随着微电子技术和MEMS制作技术的快速发展为硅基气体流量传感器的发展提供了有利条件。自从Vanputten和Middelhoek在1974年首次利用标准硅工艺制作出硅微流量传感器之后,硅流量传感器制作技术已取得了巨大的进步,在水质检测、大气监测、生命科学、航空航天、生物化学以及制药等领域得到广泛应用。当前,气体微流量传感器主要采用热温差式(或热电堆式)来检测气体流量。这种气体流量检测方式虽然可以实现对大多数气体的流量检测,但是也存在如下不足:(1)对于那些带有活性生物体的气体流量测试无能为力,因为气体流量传感器中加热电阻所产生的热量足以导致活性生物体死完;(2)热式气体流量传感器存在功耗大和热量耗散问题,为了解决这些问题使得传感器制备工艺异常复杂,成本增加;此外(3)热式气体流量传感器还需要考虑温度补偿问题,进而增加后续处理电路的难度。2011年北京大学张大成教授等研制出一款基于压阻式压力流量传感器[DanLi,TingLi,andDachengZ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压差式气体微流量传感器,其特征在于,包括一单晶硅基片(5)及集成于该单晶硅基片(5)同一面上的一个气体微沟道及两个压力传感器(3);所述的气体微沟道沿

【技术特征摘要】
1.一种压差式气体微流量传感器,其特征在于,包括一单晶硅基片(5)及集成于该单晶硅基片(5)同一面上的一个气体微沟道及两个压力传感器(3);所述的气体微沟道沿<211>晶向埋设于单晶硅基片(5)内,由文丘里沟道段(2)和连接在文丘里沟道段(2)两端的匀速沟道段(1)组成,文丘里沟道段(2)由喉道(22)和分别位于喉道(22)两端的收缩段(21)和扩散段(23)组成,气体微沟道的两端设有气体出/入口(4);两个压力传感器(3)分别通过取压通道(8)与匀速沟道段(1)和喉道(22)连接。2.根据权利要求1所述的压差式气体微流量传感器,其特征在于,所述的单晶硅基片(5)为(111)晶面的单晶硅基片。3.根据权利要求2所述的压差式气体微流量传感器,其特征在于,所述的喉道(22)沿<211>晶向设置,且所述的喉道(22)侧壁与收缩段(21)倾斜面和扩散段(23)倾斜面的夹角均为150°。4.根据权利要求1所述的压差式气体微流量传感器,其特征在于,两个压力传感器(3)分居气体微沟道两侧。5.根据权利要求1所述的压差式气体微流量传感器,其特征在于,所述的压力传感器(3)包括压力腔体(31)、压力敏感薄膜(33)和四个P-检测电阻(32),所述的压力腔体(31)嵌入在单晶硅基片(5)内,压力敏感薄膜(33)位于压力腔体(31)上方,P-检测电阻(32)位于压力敏感薄膜(33)上方。6.根据权利要求5所述的压差式气体微流量传感器,其特征在于,所述的气体微沟道顶部单晶硅厚度不小于压力传感器(3)的压力敏感薄膜(33)的厚度;所述的气体微沟道的深度不小于压力传感器(3)的压力腔体(31)的深度。7.如权利要求1~6任一所述的压差式气体微流量传感器的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:提供具有至少一个抛光面的N型(111)单晶硅基片;S2:采用DRIE法在一个抛光面上刻蚀三对两两之间相互平行且沿<211>晶向一字...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋芳
申请(专利权)人:上海工程技术大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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