一种机载航空高灵敏度输出压力芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及机载航空MEMS硅压阻式压力传感器技术领域，具体涉及一种高灵敏度输出压力芯片及其制备方法。本发明专利技术设计了一种梁膜一体E型结构可动膜片并进行了试验验证，通过理论计算确定了可动膜片主要结构尺寸，确保传感器的线性输出及抗过载能力，本发明专利技术所提出的传感器能够对5kPa的压力进行测量，并具有高灵敏度、高线性度、高温稳定性等特点，同时本发明专利技术所提出的制备方法具有工艺简单、成本低廉、易于批量生产的优点。

An airborne high sensitivity output pressure chip and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种机载航空高灵敏度输出压力芯片及其制备方法
本专利技术涉及机载航空MEMS硅压阻式压力传感器
，具体涉及一种高灵敏度输出压力芯片及其制备方法。
技术介绍
近年来，微机电系统(Microelectromechanicalsystem,MEMS)发展日趋成熟，MEMS集微型传感器、致动器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体，具有微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产等诸多优点，已在航空航天领域得到广泛的应用，并被专门定义为“AeroMEMS”。随着我国航空发动机研究的自主化，尤其在C919大型客机完成首飞之后，军机和民机均对航空发动机提出了新的需求。而伴随着下一代飞机对发动机高机动性、大推力等性能要求，动态温度、压力、转速等参数测试的准确、快速、可靠必然成为未来的发展方向，与之相应配套高精度、耐高温、高可靠性、长寿命的高端传感器也是十分迫切的。压力传感器作为MEMS传感器的一个重要分支，在航空航天、兵器工业、石化冶金等领域都有着广泛的应用。虽然经过的多年的发展，我国在压力传感器领域取得了长足的进步，但是在高端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载航空高灵敏度输出压力芯片，其特征在于，包括基底(4)、应变膜(2)、质量块(3)、短臂梁(1)、压敏电阻条和单晶硅片，所述基底(4)中心设置应变膜(2)，短梁臂固定于应变膜(2)的上表面，所述短梁臂的尾部与基底(4)固定连接，所述短梁臂与基底(4)连接处设置有压敏电阻；所述质量块(3)固定于应变膜(2)下表面的中心位置，所述基底(4)、应变膜(2)和质量块(3)由一个整体SOI硅片加工制成；所述单晶硅片与基底(4)的底部平面硅-硅真空键合。/n

【技术特征摘要】
1.一种机载航空高灵敏度输出压力芯片，其特征在于，包括基底(4)、应变膜(2)、质量块(3)、短臂梁(1)、压敏电阻条和单晶硅片，所述基底(4)中心设置应变膜(2)，短梁臂固定于应变膜(2)的上表面，所述短梁臂的尾部与基底(4)固定连接，所述短梁臂与基底(4)连接处设置有压敏电阻；所述质量块(3)固定于应变膜(2)下表面的中心位置，所述基底(4)、应变膜(2)和质量块(3)由一个整体SOI硅片加工制成；所述单晶硅片与基底(4)的底部平面硅-硅真空键合。


2.根据权利要求1所述的一种机载航空高灵敏度输出压力芯片，其特征在于，所述基底(4)由四个形状尺寸相同的基底条顺次连接组成，所述短臂梁(1)为四个，分别垂直固定于每个基底条的中心，压敏电阻条包括两个一形电阻条和两个M形电阻条，分别设置于每个短臂梁(1)和基底条的连接处，相邻的两个电阻条形状不同。


3.根据权利要求1所述的一种机载航空高灵敏度输出压力芯片，其特征在于，所述应变膜(2)长度和宽度均为4200～4800μm，厚度为20～40μm；短臂梁(1)宽度为700～900μm，长度为150～200μm，厚度为20～40μm。


4.根据权利要求1所述的一种机载航空高灵敏度输出压力芯片，其特征在于，所述质量块(3)与应变膜(2)的连接面为边长为1000～1500μm的正方形，所述质量块(3)的厚度为200～220μm。


5.一种机载航空高灵敏度输出压力芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以SOI硅片为原料，清洗SOI硅片表面后，将其置于高温炉中形成厚度为300±20nm的SiO2绝缘层；
2)通过离子注入工艺，在SOI硅片的正面制备方阻阻值为210±10Ω/Sq的P...

【专利技术属性】
技术研发人员：李闯，张磊，涂孝军，路翼畅，
申请(专利权)人：苏州长风航空电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32