一种基于体积压缩原理的大量程谐振式压力传感器制造技术

本发明专利技术提出了一种基于体积压缩原理的大量程谐振式压力传感器。相比传统的梁膜一体化结构，本发明专利技术利用体积压缩敏感原理，避免应力集中，提升耐压强度；通过对双谐振器的微支撑梁差异化设计实现两谐振器具有不同的压力灵敏度，进行双频解算，构建温度原位补偿的压力测量机制，提高高压测量时的精度。提高高压测量时的精度。提高高压测量时的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于体积压缩原理的大量程谐振式压力传感器


[0001]本专利技术涉及MEMS微传感器领域，尤其涉及一种基于体积压缩原理的大量程谐振式压力传感器。

技术介绍

[0002]海洋环境与目标的感知能力是国家经略海洋能力的具体体现，大量程压力传感器是高精准海洋环境信息感知的重要组成部分。谐振式压力传感器具备精度高、长期稳定性好等独特优势，在压力测量领域具有广泛应用。目前，国外的高压传感器性能已经达到较高水平，GE Druck公司的UNIK 5000系列谐振式压力传感器在70MPa量程下实现综合精度0.04％FS。国内各高校、研究所对谐振式压力传感器关键技术进行探究，大量程的谐振式压力传感器并没有成熟产品。
[0003]现有的谐振式压力传感器通常采用谐振梁和压力敏感膜复合的梁膜一体化结构，在陈德勇、尉洁等于2021
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9公开的专利(一种谐振式高压传感器及其制作方法)和申建武、李亨等于2022
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9公开的专利(一种大量程高精度硅谐振压力传感器芯片与制备方法)中均使用梁膜一体化结构设计谐振高压传感器。然而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于体积压缩原理的大量程谐振式压力传感器，其特征在于：包括敏感芯体，所述敏感芯体由上到下依次由衬底层、埋氧层、器件层和硅盖板组成；所述衬底层、埋氧层和器件层共同组成SOI硅片；所述器件层上制备有谐振器、电极和接线端子；所述电极包括驱动电极和检测电极，分别放置在谐振器两侧，构成静电激励/电容检测方式；所述接线端子分别为驱动接线端子、检测接线端子和直流偏压接线端子，分别通过硅导线与驱动电极、检测电极和谐振器相连，需要绝缘的结构之间通过第一隔离槽分隔；所述接线端子中心位置所对应的衬底层和埋氧层被刻穿，形成引线孔；引线孔内制作有金属电极。2.根据权利要求1所述的一种基于体积压缩原理的大量程谐振式压力传感器，其特征在于：所述硅盖板和SOI硅片通过键合技术封装在一起，形成全硅结构，减小热应力；所述硅盖板的厚度和衬底层厚度相同，使谐振器位于中性面附近，保证敏感芯体的翘曲不会对谐振器产生额外应力。3.根据权利要求1所述的一种基于体积压缩原理的大量程谐振式压力传感器，其特征在于：所述硅盖板上制作有空腔，分别与两谐振器对应，提供谐振器的振动空间；所述硅盖板上另制作有第二隔离槽，尺寸和位置对应器件层上的第一隔离槽，保证各电极、接线端子间电气绝缘。4.根据权利要求3所述的一种基于体积压缩原理的大量程谐振式压力传感器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁毓岚，余宗泽，谢波，陈德勇，王军波，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：