【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体技术，尤其涉及一种多维力传感器及制备方法。
技术介绍
1、压敏型力传感器是基于单晶硅压阻效应，通过四个等值电阻组成惠斯通电桥，将外界压力变化转变为相应的电信号输出，实现对外界压力的测量。
2、当前压敏型力传感器多为单向压力传感器，只能传递力的大小信息，无法传递力的方向信息。而力为矢量，存在方向信息，在需要力的方向信息的场合，往往需要使用多个传感器，成本高昂。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种多维力传感器及制备方法，无需采用多个传感器即可检测力的方向信息，节约了成本。
2、第一方面，本专利技术提供了一种多维力传感器，包括：
3、传感器主体，所述传感器主体包括基底，所述基底的第一侧面设置有第一凹槽，所述第一凹槽中心设置有岛结构，所述岛结构通过多个梁结构与所述第一凹槽的内壁连接，所述梁结构的两端的表面设置有压敏电阻，多个所述压敏电阻电连接，所述基底的第二侧面设置有突出于所述第二侧面的连接体，所述连接体用于连接外部力传导构件，所述第二侧面与所述第一侧面相对，所述连接体在所述第一侧面的垂直投影与所述岛结构在所述第一侧面的垂直投影存在交叠；
4、底座，所述底座的正面设置有第二凹槽，所述基底的第一侧面与所述底座的正面键合，所述基底的外缘支撑于所述底座的外缘上。
5、可选的，所述传感器主体与所述底座之间还设置有绝缘层和保护层，所述绝缘层覆盖所述基底的第一侧面、所述岛结构和所述梁结构；
6、所述基底的第
7、所述绝缘层远离所述基底的一侧设置于金属导线，所述金属导线贯穿所述绝缘层与所述第一高掺杂导线欧姆接触，多个所述压敏电阻通过所述金属导线电连接；
8、所述保护层覆盖所述金属导线。
9、可选的，所述基底的第一侧面的外缘设置有第二高掺杂导线，所述第一凹槽的侧壁的所述绝缘层形成有侧向开口，以露出部分所述第二高掺杂导线。
10、可选的，所述第一凹槽的底面和内壁设置有应力薄膜。
11、可选的，所述应力薄膜为金属薄膜，所述应力薄膜向所述侧向开口内延伸，并与露出的部分所述第二高掺杂导线连接。
12、可选的，所述连接体为中空结构，所述连接体的第一端与所述基底的第二侧面连接，所述连接体的第二端开口。
13、可选的，所述基底为沿<100>晶向生长的硅基底，所述第一凹槽、所述岛结构和所述梁结构的边线与所述基底的<110>晶向和晶向均不平行。
14、第二方面，本专利技术还提供了一种多维力传感器的制备方法，包括：
15、提供基底和底座；
16、在所述基底的第一侧面形成压敏电阻；
17、去除部分基底，形成第一凹槽、岛结构和梁结构，其中，所述岛结构设置于所述第一凹槽中心，所述岛结构通过多个梁结构与所述第一凹槽的内壁连接，所述梁结构的两端的表面设置有压敏电阻，多个所述压敏电阻电连接；
18、对所述底座的正面进行处理，去除部分所述底座，在所述底座的正面形成第二凹槽；
19、将所述基底的第一侧面与所述底座的正面键合，所述基底的外缘支撑于所述底座的外缘上；
20、在所述基底的第二侧面形成用于连接外部力传导构件的连接体，所述第二侧面与所述第一侧面相对，所述连接体在所述第一侧面的垂直投影与所述岛结构在所述第一侧面的垂直投影存在交叠。
21、可选的，在所述基底的第一侧面形成压敏电阻，包括：
22、对所述基底依次进行清洗、干燥、热氧化处理，在所述基底表面形成离子散射层；
23、对所述基底的第一侧面进行离子注入，在所述离子散射层的下方基底上形成压敏电阻。
24、可选的，在所述基底的第一侧面形成压敏电阻之后，还包括：
25、对所述基底的第一侧面进行离子注入，在所述离子散射层的下方基底上形成多个第一高掺杂导线和第二高掺杂导线，所述第一高掺杂导线设置于所述压敏电阻两端，与所述压敏电阻连接，所述第二高掺杂导线位于所述基底的第一侧面的外缘；
26、去除所述基底表面的离子散射层；
27、在所述基底的第一侧面形成绝缘层，所述绝缘层覆盖所述压敏电阻、所述第一高掺杂导线和所述第二高掺杂导线；
28、对所述绝缘层进行开孔，在所述绝缘层上形成过孔，露出部分所述第一高掺杂导线和部分所述第二高掺杂导线；
29、在所述绝缘层远离所述基底的表面形成金属导线，所述金属导线延伸至所述过孔内并与所述第一高掺杂导线和所述第二高掺杂导线欧姆接触，多个所述压敏电阻通过所述金属导线电连接；
30、在所述绝缘层远离所述基底的表面形成保护层，所述保护层覆盖所述金属导线。
31、可选的，去除部分基底，形成第一凹槽、岛结构和梁结构，包括：
32、去除部分所述基底，以及所述基底上的部分绝缘层和部分保护层，形成多个子槽，多个所述子槽组合形成所述第一凹槽，多个所述子槽之间的区域形成所述岛结构和所述梁结构；
33、去除所述子槽内壁由刻蚀工艺形成的聚合物；
34、去除所述子槽内壁的部分所述绝缘层和部分所述保护层，在所述子槽内壁形成侧向开口，露出部分所述第二高掺杂导线；
35、在所述子槽的底面和内壁形成应力薄膜，所述应力薄膜向所述侧向开口内延伸，并与露出的部分所述第二高掺杂导线连接。
36、本专利技术提供的多维力传感器，包括传感器主体和底座，传感器主体包括基底，基底的第一侧面设置有第一凹槽，第一凹槽中心设置有岛结构，岛结构通过多个梁结构与第一凹槽的内壁连接，梁结构的两端的表面设置有压敏电阻，多个压敏电阻电连接，基底的第二侧面设置有突出于第二侧面的连接体，连接体用于连接外部力传导构件，第二侧面与第一侧面相对，连接体在第一侧面的垂直投影与岛结构在第一侧面的垂直投影存在交叠，底座的正面设置有第二凹槽，基底的第一侧面与底座的正面键合，基底的外缘支撑于底座的外缘上，通过设置多个梁结构，不同梁结构上不同位置会分布有不同性质的应力，应力主要集中在梁结构的两端，压敏电阻构成惠斯通电桥可以测到力在该方向上的大小，多个梁结构形成多组惠斯通电桥，分别测定各个方向的力/力矩的大小，可以得到出各个方向作用于传感器的力/力矩的实际大小，从而得到作用于传感器的力/力矩的大小和方向，无需采用多个传感器即可检测力的方向信息，节约了成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种多维力传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多维力传感器，其特征在于，所述传感器主体与所述底座之间还设置有绝缘层和保护层，所述绝缘层覆盖所述基底的第一侧面、所述岛结构和所述梁结构；
3.根据权利要求2所述的多维力传感器，其特征在于，所述基底的第一侧面的外缘设置有第二高掺杂导线，所述第一凹槽的侧壁形成有侧向开口，以露出部分所述第二高掺杂导线。
4.根据权利要求3所述的多维力传感器，其特征在于，所述第一凹槽的底面和内壁设置有应力薄膜。
5.根据权利要求4所述的多维力传感器，其特征在于，所述应力薄膜为金属薄膜，所述应力薄膜向所述侧向开口内延伸，并与露出的部分所述第二高掺杂导线连接。
6.根据权利要求1-5任一所述的多维力传感器，其特征在于，所述连接体为中空结构，所述连接体的第一端与所述基底的第二侧面连接，所述连接体的第二端开口。
7.根据权利要求1-5任一所述的多维力传感器，其特征在于，所述基底为沿<100>晶向生长的硅基底，所述第一凹槽、所述岛结构和所述梁结构的边线与-
<...【技术特征摘要】
1.一种多维力传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多维力传感器，其特征在于，所述传感器主体与所述底座之间还设置有绝缘层和保护层，所述绝缘层覆盖所述基底的第一侧面、所述岛结构和所述梁结构；
3.根据权利要求2所述的多维力传感器，其特征在于，所述基底的第一侧面的外缘设置有第二高掺杂导线，所述第一凹槽的侧壁形成有侧向开口，以露出部分所述第二高掺杂导线。
4.根据权利要求3所述的多维力传感器，其特征在于，所述第一凹槽的底面和内壁设置有应力薄膜。
5.根据权利要求4所述的多维力传感器，其特征在于，所述应力薄膜为金属薄膜，所述应力薄膜向所述侧向开口内延伸，并与露出的部分所述第二高掺杂导线连接。
6.根据权利要求1-5任一所述的多维力传...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒿杰，马泽锐，舒琳，郑发明，吴金明，
申请(专利权)人：广东人工智能与先进计算研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。