共振隧穿微机械力传感器及其制造方法技术

共振隧穿微机械力传感器及其制造方法，属于微机电系统和传感技术领域。为了增加隧穿间隙以降低制造和控制的难度、提高传感器灵敏度，本发明专利技术公开了一种共振隧穿微机械力传感器，主要结构由上、下两个硅片组成，上硅片下表面生长有隧穿阳极，下硅片上表面与隧穿阳极对应位置处生长有隧穿阴极，隧穿阴极表面生长具有多薄层结构的隧穿结，多薄层结构由绝缘体性材料和金属性材料交替结合而成，或由不同带隙的半导体材料交替结合而成。本发明专利技术还公开了制造所述微机械力传感器的方法。本发明专利技术所述微机械力传感器具有灵敏性高、功耗低、噪声低、温度系数小等优点，而且加工工艺简单，适合大批量生产，易于推广应用。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微机电系统和传感
，特别涉及一种基于共振隧穿位移敏感特性的微机械力传感器及其制造方法。
技术介绍
近年来，利用微机电系统(MEMS)技术制作的微机械传感器特别是压力传感器、加速度计、陀螺等，以其体积小、成本低、易于集成和批量生产等优点，在军事、汽车、航天、医疗等领域获得广泛的应用。在微重力测量、倾角测量以及航空航天等领域，由于传感器的输出信号比较微弱，若要大幅度提高传感器测量准确度，一方面应不断改善测试电路，另一方面还需要从原理上对传感器本身进行改进。目前常见的检测方式有压阻式和电容式两种压阻式检测是通过检测敏感梁上应力的变化来检测加速度，温度漂移大，需要进行温度补偿；电容式检测是通过检测质量块位置变化而引起的电容变化来检测加速度，电容变化量很小，受温度、杂散电容、电磁干扰等的影响严重，测试电路的实现难度非常大。室温下，间距很小的两个电极间的势垒非常小，电子可以通过隧穿效应由一个电极到达另一个电极，形成隧穿电流。由于隧穿电流对位移的变化有极高的灵敏度，而且由于发生隧穿效应只需隧穿电极表面的一个金属原子，其灵敏度不随横向尺寸的减小而降低，因此解决了传统的位移传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于共振隧穿位移敏感特性的微机械力传感器，主要结构由上、下两个硅片组成，所述上硅片包括硅膜或硅梁及其上的硅岛、以及在硅膜、硅梁或硅岛下表面生长的上驱动电极，所述下硅片包括在其上表面生长的下驱动电极，其特征在于：所述硅膜、硅梁或硅岛下表面还生长有隧穿阳极，所述下硅片上表面与所述隧穿阳极对应位置处生长有隧穿阴极，所述隧穿阴极表面生长有多薄层结构的隧穿结，所述多薄层结构由绝缘体性材料和金属性材料交替结合而成，或由不同带隙的半导体材料交替结合而成，所述隧穿结表面生长有控制隧穿电子发射的控制电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琳瑞，叶雄英，周兆英，杨兴，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]