一种流体壁面剪应力传感器芯片及其制造方法技术

本公开实施例是关于一种流体壁面剪应力传感器芯片及其制造方法。该传感器芯片包括：由下至上依次连接的支撑基底层、敏感结构层、中间氧化层、浮动盖板层和防护膜层。本公开实施例制备的绝缘防护膜层，可以完全避免流场中的颗粒和液滴对梳齿等敏感结构的破坏，其电绝缘的特性还可以减少高超声速流场中电离气体的电磁干扰，另外，由于敏感结构没有暴露在流场中，大大降低了压力梯度对测量结果的影响。制备的绝缘防护膜层，除了可以防护流场中的颗粒和电离气体，还可以隔绝水等液体。因此，该传感器芯片可以用于水下壁面剪应力的测量，适用性更强。

【技术实现步骤摘要】

本公开实施例涉及微纳制造工艺，尤其涉及一种流体壁面剪应力传感器芯片及其制造方法。

技术介绍

1、流体壁面剪应力(又称为粘性摩阻应力)是流体力学领域最重要的基本参量之一。壁面剪应力的量值大小和分布信息能够直接反映速度边界层的发展规律，有助于判断边界层转捩、分离、再附等流动现象，对研究湍流边界层发展机理具有重要意义。在航空/航天重大工程领域，壁面剪应力的精确测量是掌握飞行器/航行器表面受到摩擦阻力的前提，能够为飞行器/航行器气动结构的减阻降噪优化设计提供关键性的技术把关。基于微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)的浮动电容式剪应力微传感器结构尺寸小、灵敏度高和动态性能好，在流体边界层精细化测量领域应用前景广阔。由于微传感器表面直接暴露于被测流场中，其叉指电容梳齿和弹性梁等结构很容易受到非洁净气流中悬浮颗粒的卡顿或破坏，导致器件失效；此外，湍流边界层近壁面流体与微传感器梳齿结构之间的耦合关系复杂，可能会导致测量的壁面剪应力结果偏离实际值。

2、在相关技术中，传感器使用硅作为敏感结构材料，梳齿等敏感结构没本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，所述支撑基底层的面积大于所述敏感结构层的面积。

3.根据权利要求1所述流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，所述浮动盖板的上表面与所述活动防护膜层部分连接，所述浮动盖板的下表面与所述浮动元件部分连接。

4.根据权利要求1所述流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，所述凹腔位于所述活动结构的下方。

5.根据权利要求1所述流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，所述支撑基底层的厚度为300-500um，所述凹腔的深度为10-20um，所...

【技术特征摘要】

1.一种流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，所述支撑基底层的面积大于所述敏感结构层的面积。

3.根据权利要求1所述流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，所述浮动盖板的上表面与所述活动防护膜层部分连接，所述浮动盖板的下表面与所述浮动元件部分连接。

4.根据权利要求1所述流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，所述凹腔位于所述活动结构的下方。

5.根据权利要求1所述流体壁面剪应力传感器芯片，其特征在于，所述支撑基底层的厚度为300-500um，所述凹腔的深度为10-20um，所述电极孔的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：马炳和，刘赟哲，罗剑，张韬，石磊，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：