[发明专利]一种基于MEMS技术的感应式电导率传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种基于MEMS技术的感应式电导率传感器的制造方法，所述感应式电导率传感器包括一个导流管、一个电导池和两个环绕在导流管外壁的MEMS螺线管电感，其中，所述导流管呈圆环柱形，其内部供液体流通的圆柱形空腔即为电导池；两个所述MEMS螺线管电感分别为发射线圈和接收线圈，用于施加激励和接收响应，发射线圈和接收线圈相互平行且两者之间存在间隔；两个所述MEMS螺线管电感分别通过连接引线与外界测试电路相连，其特征在于，该制造方法包括以下步骤：

(1)在玻璃片a的正面制作两个相互平行、大小相同的MEMS螺线管电感，其中，MEMS螺线管电感的长为l，宽为w，且两个MEMS螺线管电感之间间隔一段距离d；

(2)选用与玻璃片a尺寸一致的基底硅片，在基底硅片上刻蚀长方形凹槽，其中，长方形凹槽的长度大于l、宽度大于2w+d；

(3)将玻璃片a的背面和刻槽后的基底硅片进行阳极键合；

(4)使用高温炉加热步骤(3)键合后的器件，高温作用下玻璃熔融，长方形凹槽内的气体被加热产生压力发生膨胀，使玻璃片a形成半圆环柱形玻璃盖和半圆柱形空腔；

(5)使用选择性腐蚀剂腐蚀掉基底硅片，保留玻璃片a结构；

(6)重复步骤(1)～(5)，在玻璃片b的相同位置上制作出两个相互平行、大小相同的MEMS螺线管电感，其中，MEMS螺线管电感的长为l、宽为w，两个MEMS螺线管电感的间距为d，并使玻璃片b形成同样的半圆环柱形玻璃盖和半圆柱形空腔；

(7)将步骤(1)中玻璃片a上的两个MEMS螺线管电感与步骤(6)中玻璃片b上的两个MEMS螺线管电感一一对齐，并将两个半圆环柱形玻璃盖对齐，对两个半圆环柱形玻璃盖的端面进行键合，形成完整的圆环柱形的导流管和圆柱形空腔；

(8)采用电镀工艺将玻璃片a上的MEMS螺线管电感与玻璃片b上相应的MEMS螺线管电感相连，形成环绕在导流管外壁的发射线圈和接收线圈；

(9)分别沿着圆环柱形导流管的长度方向和横截面方向对玻璃片a和玻璃片b进行切除，保留圆环柱形导流管、圆柱形空腔、发射线圈和接收线圈，使圆环柱形导流管沿长度方向的两端露出；在进行测量时，将电导率传感器浸入海水中，海水可从圆环柱形导流管的两端流入圆柱形空腔内，该圆柱形空腔即为电导率传感器的电导池。

2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS技术的感应式电导率传感器的制造方法，其特征在于，所述玻璃片a、玻璃片b和基底硅片的热膨胀系数相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS技术的感应式电导率传感器的制造方法，其特征在于，步骤(1)中在玻璃片a的正面制作两个相互平行、大小相同的MEMS螺线管电感，具体为：

A.在玻璃片a的正面淀积一层铬作为电镀种子层，然后淀积一层二氧化硅作为钝化层，再在二氧化硅上淀积一层钛/铜/钛作为牺牲层，刻蚀二氧化硅和钛/铜/钛，露出电感的下电极的位置，形成覆盖三层基底层的玻璃片；

B.旋涂一层SU-8胶，SU-8胶的厚度用于定义电感的高度，针对电感的连接柱区域进行大剂量曝光，针对电感的上横梁区域进行小剂量曝光；

C.光刻SU-8胶，形成两组门形结构，在SU-8门形结构表面和基底层表面溅射铬/金种子层；

D.电镀铜/金层，并将钛/铜/钛移除，铜/金层将覆盖SU-8门形结构和下电极区域，形成MEMS螺线管电感，MEMS螺线管电感的每一个上横梁分别连接两个连接柱，这两个连接柱分别与两个下电极的一端相连，形成立体交叉螺旋的结构；

E.移除二氧化硅层和未被电感覆盖的铬层，将两组电感相互孤立出来，完成MEMS螺线管电感的制作。