[发明专利]流量感测装置及其制造方法和流体特性测量系统

说明书

公开了流量感测装置及其制造方法和流体特性测量系统。基于科里奥利力的流量感测装置的实施例和用于制造该基于科里奥利力的流量感测装置的实施例的方法的实施例，包括以下步骤：形成驱动电极；在驱动电极上形成第一牺牲区域；在第一牺牲区域上形成第一结构部分，在第一结构部分中埋设有第二牺牲区域；形成用于选择性地蚀刻第二牺牲区域的开口；在开口内形成具有孔隙的多孔层；通过多孔层的孔隙去除第二牺牲区域，形成埋入通道；在多孔层上并且不在埋入通道内生长第二结构部分，第二结构部分与第一结构区域形成结构体；选择性地去除第一牺牲区域，从而将结构体悬置在驱动电极上。

技术领域

本发明涉及一种用于制造基于科里奥利力的流量感测装置的方法、一种基于科里奥利力的流量感测装置以及一种包括该基于科里奥利力的流量感测装置的用于测量流体的特性的系统。

背景技术

流体测量、控制和操纵在许多应用中是非常重要的。通过开发不同类型的直接质量流量计，质量流量和/或流体密度的直接和精确测量已经成为可能。这种类型的一个有效装置是陀螺仪质量流量计，该陀螺仪质量流量计在进行测量时利用科里奥利力(Coriolisforce)(简称为科里奥利流量计)。

科里奥利流量计实际上是过去几十年来最重要的流量测量原理之一。科里奥利流量计基于能够测量流动流体的多个参数(如质量流速、温度、密度和粘度)的精确测量原理。

科里奥利流量计已经以多种不同的形状和技术制造，包括金属管和硅(后者属于微流量计的领域)。通常通过从硅晶圆蚀刻微管结构而使用硅技术、采用类似MEMS的工艺流程来制造微流量计。这种微机械加工的硅基科里奥利传感器芯片允许将科里奥利测量原理应用于微流体应用，即用于测量非常低的流速或小的流体质量。

在此概述了科里奥利流量计的功能原理。

科里奥利流量计是基于作用于振动通道中的流体流的科里奥利力的传感器。主要优点是科里奥利力与质量流量成正比并且与温度、压力、流量分布和流体特性无关。因此，科里奥利型流量传感器包括振动管，该振动管将其振动传递至管内的移动(流动)质量。由于外部施加的振动，该质量被迫改变其速度，从而导致可以检测的科里奥利力。科里奥利力引起具有与质量流量成比例的振幅的振动。

基于科里奥利(Coriolis)的微流量计，即，以MEMS技术制造的，具有高成本和/或低产率和/或低可靠性的问题。

发明内容

本公开提供了满足上述需要的用于制造基于科里奥利力的流量感测装置的方法、基于科里奥利力的流量感测装置以及包括基于科里奥利力的流量感测装置的用于测量流体的特性的系统。

本公开涉及基于科里奥利力的流量感测装置的实施例。例如，在至少一个实施例中，基于科里奥利力的流量感测装置包括具有表面的硅基底。绝缘层在基底的表面上并且至少一个驱动电极在绝缘层上。硅结构体与驱动电极部分重叠，并且结构体具有埋入通道。

本公开涉及制造基于科里奥利力的流量感测装置的方法。例如，在至少一个实施例中，方法包括通过以下步骤制造基于科里奥利力的流量感测装置。在基底的绝缘层上的驱动电极上形成第一牺牲区域。在第一牺牲区域上形成第一结构部分。第一结构部分具有埋入在其中的第二牺牲区域。第二牺牲区域的一部分与驱动电极至少部分地重叠。形成穿过第一结构部分的一部分的至少一个孔。孔到达第二牺牲区域。在孔内形成多孔层。多孔层具有孔隙，孔隙的尺寸被确定为允许蚀刻剂通过，蚀刻剂被配置为选择性地去除第二牺牲区域。通过使用蚀刻剂经由多孔层的孔隙选择性地去除第二牺牲区域来形成埋入通道。通过形成与第一结构部分结合的第二结构部分来形成结构体。形成横向于埋入通道的通孔。通孔到达第一牺牲区域。通过经由通孔选择性地去除第一牺牲区域来将结构体的一个区域悬置在驱动电极上。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将参考附图仅通过非限制性实例来描述本发明的优选实施例，其中：

图1示出了根据本公开的基于科里奥利力的流量感测装置的实施例的侧向截面视图；