[发明专利]一种硅微谐振式压力传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种硅微谐振式压力传感器，其特征在于设有压力敏感层、谐振结构层、真空封装盖帽层和引线电极，所述压力敏感层的边框上部与谐振结构层边框的下部相连，压力敏感层上部边框内设有2个压力膜并形成2个放置平行硅岛的空腔，硅岛的顶端与谐振结构层上的第1传递梁和第2传递梁相连，2个空腔之间具有沟道，使谐振结构层上的第1谐振梁、第2谐振梁、第1质量块和第2质量块有自由振动的空间，谐振结构层的边框上部与真空封装盖帽层的下部边框相连，盖帽层下部边框内形成空腔，真空封装盖帽层上开有引线孔，引线电极通过引线孔与谐振结构层相连。

2.如权利要求1所述的一种硅微谐振式压力传感器，其特征在于所述压力膜的形状为矩形或正方形。

3.如权利要求1所述的一种硅微谐振式压力传感器，其特征在于所述硅岛在每个压力膜上对称分布一对。

4.如权利要求1所述的一种硅微谐振式压力传感器，其特征在于所述谐振结构层设有边框、第1扭转梁、第2扭转梁、第1传递梁、第2传递梁、第1平衡块、第2平衡块、第1定齿、第2定齿、第1支撑梁、第2支撑梁、第1谐振梁、第2谐振梁、第1面外位移限制梁、第2面外位移限制梁、第3面外位移限制梁、第4面外位移限制梁、第1双边带梳齿质量块和第2双边带梳齿质量块；所述第1传递梁、第2传递梁与硅岛相连，连接部分靠近硅岛与边框相近的一侧，并且通过第1扭转梁和第2扭转梁相互连接；第1传递梁和第2传递梁与第1谐振梁和第2谐振梁通过第1支撑梁和第2支撑梁连接；所述第1双边带梳齿质量块和第2双边带梳齿质量块位于第1谐振梁和第2谐振梁的中间位置，第1双边带梳齿质量块和第2双边带梳齿质量块的一侧与第1定齿构成驱动梳齿对，第1双边带梳齿质量块和第2双边带梳齿质量块的另一侧与第2定齿构成检测梳齿对；第1面外位移限制梁、第2面外位移限制梁、第3面外位移限制梁和第4面外位移限制梁限制第1谐振梁和第1谐振梁的面外位移。

5.如权利要求1所述的一种硅微谐振式压力传感器，其特征在于所述第1传递梁和第2传递梁与2个压力膜外侧的硅岛相连，构成给第1谐振梁和第2谐振梁传递拉应力的双压力膜结构。

6.如权利要求1所述的一种硅微谐振式压力传感器，其特征在于第1传递梁和第2传递梁与所述2个压力膜内侧的硅岛相连，构成给第1谐振梁和第2谐振梁传递压应力的双压力膜结构。

7.如权利要求1所述的一种硅微谐振式压力传感器的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1）取双面抛光硅片，在下表面用湿法腐蚀得到硅岛以及第1谐振梁、第2谐振梁、第1质量块和第2质量块自由振动的空间，并将硅片双面氧化得到氧化层；

2）取上表面单面抛光硅片进行氧化，与氧化后的硅片进行硅硅键合，并将硅片的上表面减薄；

3）用反应离子刻蚀的方法在减薄后的硅片上刻蚀，形成谐振结构层；

4）将腐蚀出凹槽并开完电极引线孔的真空封装盖帽层与硅片的上表面进行阳极键合，并在电极引线孔上溅射金属引线电极；

5）将硅片下表面的氧化层开窗并湿法腐蚀氧化层下的硅，得到压力膜，完成所述硅微谐振式压力传感器的制作。