一种高精度法兰盘型硅谐振压力传感器及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高精度法兰盘型硅谐振压力传感器及其制造工艺，包括由下至上依次设置的玻璃衬底层、硅衬底层、二氧化硅埋层、法兰盘型硅谐振层以及盖板层；该传感器利用法兰盘型结构的谐振器大刚度的特点，代替了传统小刚度梁型谐振器，极大地提高了工作模态的谐振频率，解决了梁型谐振器工作模态频率低，容易受到模态串扰的问题，相邻的干扰模态与工作模态频率间隔较大，不会引起模态干扰的现象。同时，法兰盘型的谐振结构引入了滑膜阻尼，相较于梁型结构的压膜阻尼，其阻尼比较小，对应的Q值较高，除此之外，高的工作模态频率也对应了高Q值的特点，使得谐振传感器的灵敏度增加，提高了测量的高精度。测量的高精度。测量的高精度。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度法兰盘型硅谐振压力传感器及其制造工艺


[0001]本专利技术涉及半导体微机电系统
，具体涉及一种高精度法兰盘型硅谐振压力传感器及其制造工艺。

技术介绍

[0002]随着微机电技术的发展，MEMS硅谐振压力传感器因其高精度、高稳定性、可批量化制造、尺寸小、功耗低等特点在航空航天、工业控制、气象测量等领域具有越来越广泛的应用。
[0003]现有的硅谐振压力传感器均是谐振梁形式的谐振结构，其加工工艺普遍使用双面抛光的单晶硅圆片作为衬底材料，使用高温硅
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硅键合工艺成形，该工艺加工难度大，良率低，同时工艺过程温度高达1200℃以上，会引起极大的热应力，导致谐振梁结构的谐振频率发生偏移，造成测量精度的误差。除此之外，谐振梁的工作模态频率普遍较低，通常处于20KHz～60KHz范围内，其相邻的干扰模态通常也处于该频率范围内，容易造成工作模态间的串扰，影响压力的测量精度。此外，如论文“不等基频硅微谐振式加速度计”中所述，谐振型传感器存在测量“死区”的耦合现象，使得传感器在小量程范围内出现测量精度不够甚至无信号输出的现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度法兰盘型硅谐振压力传感器，其特征在于，包括由下至上依次设置的玻璃衬底层（1）、硅衬底层（2）、二氧化硅埋层（3）、法兰盘型硅谐振层（4）以及盖板层（5）；所述法兰盘型硅谐振层（4）包括法兰盘型谐振器（40）、分别与所述法兰盘型谐振器（40）连接的驱动梳齿对和检测梳齿对以及分别通过受力杆（43）与所述法兰盘型谐振器（40）连接的第一锚部（44）和第二锚部（45），所述第一锚部（44）和第二锚部（45）位于同一直线上，所述驱动梳齿对和所述检测梳齿对相邻设置，所述受力杆（43）位于驱动梳齿对和检测梳齿对之间，且所述驱动梳齿对、所述检测梳齿对、受力杆（43）、第一锚部（44）和第二锚部（45）绕所述法兰盘型谐振器（40）呈圆周分布。2.根据权利要求1所述的高精度法兰盘型硅谐振压力传感器，其特征在于，所述驱动梳齿对包括第一驱动梳齿对（410）以及与所述第一驱动梳齿对（410）关于法兰盘型谐振器（40）呈斜向对称设置的第二驱动梳齿对（411），且所述法兰盘型谐振器（40）的中心位于所述第一驱动梳齿对（410）与第二驱动梳齿对（411）的连线上。3.根据权利要求2所述的高精度法兰盘型硅谐振压力传感器，其特征在于，所述检测梳齿对包括位于第一驱动梳齿对（410）和第二驱动梳齿对（411）之间的第一检测梳齿对（420）以及与所述第一检测梳齿对（420）关于法兰盘型谐振器（40）呈斜向对称设置的第二检测梳齿对（421），所述法兰盘型谐振器（40）的中心位于所述第一检测梳齿对（420）与第二检测梳齿对（421）的连线上。4.根据权利要求1所述的高精度法兰盘型硅谐振压力传感器，其特征在于，两对所述驱动梳齿对的端面、两对所述检测梳齿对的端面分别与所述法兰盘型谐振器（40）的外缘之间具有间隙，且间隙一致。5.根据权利要求1所述的高精度法兰盘型硅谐振压力传感器，其特征在于，所述法兰盘型谐振器（40）上刻蚀有多个阻尼孔（46），且所述阻尼孔（46）呈圆周分布。6.根据权利要求1所述的高精度法兰盘型硅谐振压力传感器，其特征在于，所述盖板层（5）开设有用于提供引线键合时的拉线路径的通孔（50）。7.根据权利要求1所述的高精度法兰盘型硅谐振压力传感器，其特征在于，所述玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宗达，张坤，张林，赵鑫，李明兴，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：