[发明专利]一种MEMS二维湍流传感器结构及其制备方法

权利要求书

1.一种MEMS二维湍流传感器结构，其特征在于包括SOI基片（1），SOI基片（1）的顶层硅被刻蚀至埋氧层并被刻蚀成中心圆盘结构，埋氧层被刻蚀形成“田”字型结构，中心圆盘位于“田”字型结构的十字悬臂梁（4）的交叉处，埋氧层十字悬臂梁（4）的四个梁臂上都设有硅纳米线（2），埋氧层上还设有金属引线（3），金属引线（3）将硅纳米线（2）连接由此在埋氧层上形成惠斯通电桥，中心圆盘上集成有硅纤毛（5），底层硅被刻蚀至埋氧层并被刻蚀成方框状结构，“田”字型结构的四周支撑在方框状结构上。

2.如权利要求1所述的一种MEMS二维湍流传感器结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：选取SOI片作为基片，在基片上生长一层SiO₂层；

第二步：在正面进行光刻，使其图形化SiO₂层，在基片顶层得到SiO₂块，然后在基片顶层上PECVD氮化硅；

第三步：采用干法刻蚀方法，刻蚀掉基片顶层上的的氮化硅，SiO₂块两侧的氮化硅得到保留；

第四步：正面刻蚀顶层硅至埋氧层，顶层硅被刻蚀成中心圆盘，埋氧层被刻蚀形成“田”字型结构，中心圆盘位于“田”字型结构的十字悬臂梁交叉处；同时腐蚀掉基片顶层的SiO₂块，得到氮化硅侧墙，利用氮化硅侧墙制备闭合方块式硅纳米线，构成惠斯通电桥的压敏电阻，每个压敏电阻为两条并联的硅纳米线，硅纳米线位于十字悬臂梁的梁臂上；

第五步：正面溅射金属Cr、Au；光刻、腐蚀Cr、Au，形成金属引线；金属引线将硅纳米线连接，由此在埋氧层上形成惠斯通电桥，在闭合方块硅纳米线两端形成欧姆接触；

第六步：双面光刻，在正面已经成型的情况下，从背面深刻蚀底层硅至埋氧层，底层硅被刻蚀成方框状结构，在中心圆盘上一体化集成硅纤毛。

3.根据权利要求1所述的一种MEMS二维湍流传感器结构，其特征在于硅纤毛的横向尺寸为0.3mm。