传感器结构及其制备方法技术

本申请涉及一种传感器结构，包括SOI硅片，SOI硅片的一侧设置至少两种传感电阻，SOI硅片的另一侧设置一空腔，至少两种传感电阻位于空腔的沿SOI硅片的厚度方向的投影区域内。还涉及一种传感器结构的制备方法，包括以下步骤：提供SOI硅片；在SOI硅片的一侧形成至少两种传感电阻，以及，在SOI硅片的另一侧形成一空腔，至少两种传感电阻位于空腔的沿SOI硅片的厚度方向的投影区域内。本申请通过设置至少两种传感电阻及空腔，利用空腔的可变形性满足传感电阻的工作需求，可对多种参数同时进行监测。可对多种参数同时进行监测。可对多种参数同时进行监测。

【技术实现步骤摘要】
传感器结构及其制备方法


[0001]本申请涉及传感器
，具体涉及一种传感器结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]对于截肢患者而言，装配假肢是最普及的康复方式。截肢患者通过装配的假肢不仅能够保证形体完整，还能够补偿肢体损失的功能，满足正常生活和工作需求。假肢接受腔与人体残肢在运动过程中会产生一个交互作用界面，残肢端会受到假肢的作用力，但是残肢端软组织和皮肤的承伤能力远低于正常肢体，如果残肢端表面和假肢接受腔适配性较差，残肢端和假肢接受腔之间反复挤压会使得残肢端破损、发炎甚至溃烂，达不到预期形体和功能补偿的效果。因此，提供一种可对接触界面的多种参数同时进行监测的多模态传感器，以能够评定假肢与人体之间的适配程度、对假肢接受腔进行设计优化，从而提高假肢的性能，对指导患者康复训练以及智能假肢的控制等方面具有重要的研究价值。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本申请提供一种传感器结构及其制备方法，传感器结构可对多种参数同时进行监测，有利于实现对假肢的评定和优化。
[0004]为解决上述技术问题，本申请提供一种传感器结构，其特征在于，包括SOI硅片，所述SOI硅片的一侧设置至少两种传感电阻，所述SOI硅片的另一侧设置一空腔，所述至少两种传感电阻位于所述空腔的沿所述SOI硅片的厚度方向的投影区域内。
[0005]可选地，所述SOI硅片的埋氧层将所述SOI硅片分隔为上层硅和下层硅，所述至少两种传感电阻设置在所述上层硅，所述空腔设置在所述下层硅。
[0006]可选地，所述至少两种传感电阻包括压力传感电阻、温度传感电阻、湿度传感电阻中的至少两种。
[0007]可选地，所述至少两种传感电阻通过在所述SOI硅片一侧的不同区域掺杂不同浓度的硼原子得到，所述压力传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3～1
×
10
20
cm
‑3，所述温度传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
15
cm
‑3～1
×
10
18
cm
‑3，所述湿度传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
12
cm
‑3～1
×
10
15
cm
‑3。
[0008]可选地，所述压力传感电阻为多个，并分布在所述空腔的所述投影区域的边缘区域和/或中间区域；所述温度传感电阻为至少一个，并设在所述边缘区域与所述中间区域之间；所述湿度传感电阻为至少一个，并设在所述边缘区域与所述中间区域之间。
[0009]可选地，所述SOI硅片的厚度小于或等于20μm，所述空腔的深度为5μm～15μm。
[0010]可选地，还包括柔性衬底，所述SOI硅片的设置所述空腔的一侧固定在所述柔性衬底上。
[0011]本申请还提供一种传感器结构的制备方法，包括以下步骤：
[0012]a.提供SOI硅片；
[0013]b.在所述SOI硅片的一侧形成至少两种传感电阻，以及，在所述SOI硅片的另一侧
形成一空腔，所述至少两种传感电阻位于所述空腔的沿所述SOI硅片的厚度方向的投影区域内。
[0014]可选地，所述b步骤，包括：
[0015]b1.在所述SOI硅片的上层硅的不同区域掺杂不同浓度的硼原子，形成至少两种传感电阻；
[0016]b2.对所述SOI硅片的下层硅进行减薄：
[0017]b3.在减薄后的下层硅形成所述空腔，所述至少两种传感电阻位于所述空腔的沿所述SOI硅片的厚度方向的投影区域内。
[0018]可选地，所述b1步骤，包括：
[0019]将未掺杂的SOI硅片以上层硅朝上的方向浸入用于提供硼源的溶液中，使所述上层硅的上表面与所述溶液的液面之间的距离小于10mm；
[0020]采用激光扫描技术对SOI硅片的上层硅的不同区域进行不同浓度的硼掺杂，形成至少两种传感电阻。
[0021]可选地，传感器结构的制备方法中，所述至少两种传感电阻包括压力传感电阻、温度传感电阻、湿度传感电阻中的至少两种；所述压力传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3～1
×
10
20
cm
‑3，所述温度传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
15
cm
‑3～1
×
10
18
cm
‑3，所述湿度传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
12
cm
‑3～1
×
10
15
cm
‑3。
[0022]可选地，传感器结构的制备方法中，所述压力传感电阻为多个，并分布在所述空腔的所述投影区域的边缘区域和/或中间区域；所述温度传感电阻为至少一个，并设在所述边缘区域与所述中间区域之间；所述湿度传感电阻为至少一个，并设在所述边缘区域与所述中间区域之间。
[0023]可选地，所述b2步骤，包括：
[0024]将所述SOI硅片以下层硅朝上的方向置于去离子水中，使所述下层硅的表面与所述去离子水的液面相平或高于所述去离子水的液面；
[0025]采用激光扫描技术对所述下层硅进行减薄，在减薄的过程中，保持所述下层硅的表面与所述去离子水的液面相平或高于所述去离子水的液面。
[0026]可选地，所述b3步骤，包括：
[0027]采用激光扫描技术在所述SOI硅片的所述下层硅的表面刻蚀所述空腔；
[0028]所述b步骤之后，还包括：
[0029]提供一柔性衬底；
[0030]将所述SOI硅片的设置所述空腔的一侧固定在所述柔性衬底上。
[0031]可选地，传感器结构的制备方法中，所述SOI硅片减薄后的厚度小于或等于20μm，所述空腔的深度为5μm～15μm。
[0032]本申请的传感器结构，包括SOI硅片，SOI硅片的一侧设置至少两种传感电阻，SOI硅片的另一侧设置一空腔，至少两种传感电阻位于空腔的沿SOI硅片的厚度方向的投影区域内。本申请的传感器结构的制备方法，包括以下步骤：提供SOI硅片；在SOI硅片的一侧形成至少两种传感电阻，以及，在SOI硅片的另一侧形成一空腔，至少两种传感电阻位于空腔的沿SOI硅片的厚度方向的投影区域内。本申请通过设置至少两种传感电阻及空腔，利用空腔的可变形性满足传感电阻的工作需求，可对多种参数同时进行监测。
附图说明
[0033]图1是根据第一实施例示出的传感器结构的示意图之一；
[0034]图2是根据第一实施例示出的传感器结构的示意图之二；
[0035]图3是根据第二实施例示出的传感器结构的制备方法的流程示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器结构，其特征在于，包括SOI硅片，所述SOI硅片的一侧设置至少两种传感电阻，所述SOI硅片的另一侧设置一空腔，所述至少两种传感电阻位于所述空腔的沿所述SOI硅片的厚度方向的投影区域内。2.根据权利要求1所述的传感器结构，其特征在于，所述SOI硅片的埋氧层将所述SOI硅片分隔为上层硅和下层硅，所述至少两种传感电阻设置在所述上层硅，所述空腔设置在所述下层硅。3.根据权利要求1所述的传感器结构，其特征在于，所述至少两种传感电阻包括压力传感电阻、温度传感电阻、湿度传感电阻中的至少两种。4.根据权利要求3所述的传感器结构，其特征在于，所述至少两种传感电阻通过在所述SOI硅片一侧的不同区域掺杂不同浓度的硼原子得到，所述压力传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3～1
×
10
20
cm
‑3，所述温度传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
15
cm
‑3～1
×
10
18
cm
‑3，所述湿度传感电阻对应区域的硼原子掺杂浓度为1
×
10
12
cm
‑3～1
×
10
15
cm
‑3。5.根据权利要求3所述的传感器结构，其特征在于，所述压力传感电阻为多个，并分布在所述空腔的所述投影区域的边缘区域和/或中间区域；所述温度传感电阻为至少一个，并设在所述边缘区域与所述中间区域之间；所述湿度传感电阻为至少一个，并设在所述边缘区域与所述中间区域之间。6.根据权利要求1所述的传感器结构，其特征在于，所述SOI硅片的厚度小于或等于20μm，所述空腔的深度为5μm～15μm。7.根据权利要求1所述的传感器结构，其特征在于，还包括柔性衬底，所述SOI硅片的设置所述空腔的一侧固定在所述柔性衬底上。8.一种传感器结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.提供SOI硅片；b.在所述SOI硅片的一侧形成至少两种传感电阻，以及，在所述SOI硅片的另一侧形成一空腔，所述至少两种传感电阻位于所述空腔的沿所述SOI硅片的厚度方向的投影区域内。9.根据权利要求8所述的传感器结构的制备方法，其特征在于，所述b步骤，包括：b1.在所述SOI硅片的上层硅的不同区域掺杂不同浓度的硼原子，形成至少两种传感电阻；b2.对所述SOI硅片的下层硅进行减薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，杜琦峰，陈颖，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：