[发明专利]一种LC复合式MEMS触觉压力传感器及其制备方法

说明书

本发明提出一种LC复合式MEMS触觉压力传感器及其制备方法，该触觉压力传感器包括：堆叠的第一衬底和第二衬底；触觉敏感梁，设置在所述第一衬底的上表面；第一凹槽，设置在所述第一衬底的下表面，与所述触觉敏感梁相对；LC敏感体，设置在所述触觉敏感梁的下表面，位于所述第一凹槽中；第二凹槽，设置在所述第二衬底的上表面，与所述第一凹槽形成开放腔；第三凹槽，环绕并间隔所述第二凹槽设置在所述第二衬底的下表面；电感线圈层，设置在所述第三凹槽的底表面及远离所述第二凹槽的一侧侧壁；开放孔，设置在所述第二衬底的下表面，正对该第二凹槽并贯通该第二衬底。该传感器在触觉压力作用下，L和C均会发生变化，且变化趋势相同，具有高灵敏度。

技术领域

本发明涉及微机电系统MEMS领域，具体涉及一种LC复合式MEMS触觉压力传感器及其制备方法。

背景技术

触觉压力传感器是用于感知和模仿触觉功能的传感器，是人机交互和智能机器人等领域的基础性和关键性器件。MEMS触觉压力传感器具有易微型化、制备精度高以及一致性好等优点，因此，备受人们青睐。MEMS触觉压力传感器主要包括MEMS压阻式压力传感器和MEMS电容式压力传感器两种类型。灵敏度和量程是MEMS触觉压力传感器的两个关键指标，然而，现有的MEMS压阻式压力传感器和MEMS电容式压力传感器，普遍存在灵敏度与量程两个指标相互矛盾的问题，即传感器的灵敏度越高则量程越小，反之亦然。此外，现有的MEMS触觉压力传感通常在一些无法连线的环境如密封环境、易燃易爆等恶劣环境也难以获得应用。

发明内容

为了解决本领域触觉传感器存在的一些问题，本发明提出一种LC复合式MEMS触觉压力传感器及其制备方法，它具有灵敏度高、量程大、应用范围广等优点。具体地，本发明所提出的技术方案如下：

一种LC复合式MEMS触觉压力传感器，所述LC复合式MEMS触觉压力传感器包括：

堆叠的第一衬底和第二衬底；

触觉敏感梁，设置在所述第一衬底的上表面；

第一凹槽，设置在所述第一衬底的下表面，与所述触觉敏感梁相对；

LC敏感体，设置在所述触觉敏感梁的下表面，位于所述第一凹槽中；

第二凹槽，设置在所述第二衬底的上表面，与所述第一凹槽形成开放腔；

第三凹槽，环绕并间隔所述第二凹槽设置在所述第二衬底的下表面；

电感线圈层，设置在所述第三凹槽的底表面及远离所述第二凹槽的一侧侧壁；

第一电极和第二电极，分别设置在所述第三凹槽邻近所述第二凹槽的侧壁及所述第二衬底的下表面；

开放孔，设置在所述第二衬底的下表面，正对所述第二凹槽并贯通所述第二衬底。

可选地，还包括介于所述第三凹槽表面和所述电感线圈层之间的绝缘层。

可选地，所述LC敏感体的高度大于所述第一凹槽的深度。

可选地，所述LC敏感体的高度小于所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度之和。

可选地，所述开放孔的截面尺寸大于所述LC敏感体的截面尺寸。

可选地，所述第三凹槽对称设置在所述第二凹槽的两侧。

可选地，所述电感线圈层包括若干根间隔设置的电感线。

可选地，所述第三凹槽的侧壁与所述第二凹槽的侧壁相交叠。

本发明还提出一种LC复合式MEMS触觉压力传感器的制备方法，包括以下步骤：

选择第一衬底，刻蚀所述第一衬底的下表面，形成第一凹槽；

刻蚀所述第一衬底的上表面，释放形成触觉敏感梁；