【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光纖傳感檢測，特別涉及一種差分式mems光纖差壓傳感器芯片及其制造方法。
技術介紹
1、本公開旨在，支持建設高水平研究機構，加快關鍵科研儀器自主研發和標準建設，以高端通用科學儀器設備和重大科學儀器設備的關鍵核心技術、國產化部件為研發重點，增強大型科研儀器、科研裝置的自主研發和專業化供給，創新突破，加快形成自主知識產權的光纖傳感檢測技術。
2、具體地，涉及光纖傳感檢測技術，并且涉及微機電系統（mems）技術，微機電系統（mems）是借助半導體工藝制造出來的尺寸范圍從納米到毫米級別的微型機械或機電元件，其典型特征為小體積、低功耗、可批量生產，常見的mems器件包括加速度傳感器、壓力傳感器、振蕩器、麥克風等。mems壓力傳感器已經廣泛應用于消費電子、汽車、軌道交通、航空航天及其他工業互聯網場合。mems差壓傳感器作為mems壓力傳感器的重要分支也得到了廣泛應用。但傳統的壓阻式差壓傳感器存在的問題在于：檢測精度低，溫度系數大、易受波動干擾，無法測量微小壓差變化等缺點；而熱式mems差壓傳感器存在響應時間長，功耗高等缺點，不利于mems差壓傳感器的廣泛應用。并且，目前的技術方式還缺乏簡單可批量化生產的手段，阻礙了光纖差壓傳感器的產業化應用。特別地，在一些高溫、強電磁干擾場合電的差壓傳感器無法使用，急需探頭無源、抗電磁干擾和高精度的差壓傳感器。
3、因此，現有技術還有待改進和提高。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題中的一個或多個，本公開提出一種差分式
2、在本公開的第一方面，提出了一種差分式mems光纖差壓傳感器芯片，其包括：第一壓力敏感結構，第二壓力敏感結構，中間敏感層結構，第一光纖準直器對，第二光纖準直器對；上述第一壓力敏感結構，被構造成底表面與側表面圍繞的膜-島結構，上述第一壓力敏感結構的底部被設置有第一準直槽，上述第一準直槽與上述中間敏感層結構配合形成第一準直通孔；上述第二壓力敏感結構，被構造成底表面與側表面圍繞的膜-島結構，并且上述第二壓力敏感結構被構造成與上述第一壓力敏感結構相對于中間敏感層結構的中間平面成鏡像對稱，上述第二壓力敏感結構的底部被設置有第二準直槽，上述第二準直槽與上述中間敏感層結構配合形成第二準直通孔；上述第一光纖準直器對，被對稱布置且被固定在上述第一壓力敏感結構的底表面與上述中間敏感層結構之間的上述第一準直通孔內，上述第一光纖準直器對中的兩個光纖準直器之間被對準布置；上述第二光纖準直器對，被對稱布置且固定在上述第二壓力敏感結構的底表面與上述中間敏感層結構之間的上述第二準直通孔內，上述第二光纖準直器對中的兩個光纖準直器之間被對準布置；上述中間敏感層結構，被設置在上述第一壓力敏感結構的底表面與上述第二壓力敏感結構的底表面之間；上述中間敏感層結構被設置成分隔上述第一光纖準直器對與上述第二光纖準直器對，并且上述中間敏感層結構被構造成支撐上述第一壓力敏感結構與上述第二壓力敏感結構并且減小上述中間敏感層結構的剛度。
3、進一步地，在一些實施例中，上述中間敏感層結構被構造成鏤空結構或柵格結構，上述柵格結構被設置成平行且等間距的長條或框架組成的網格狀結構。
4、進一步地，在一些實施例中，上述第一光纖準直器對中的兩個光纖準直器的端面之間的距離與上述第二光纖準直器對中的兩個光纖準直器的端面之間的距離是相等的；上述第一光纖準直器對中的一個光纖準直器的端面到第一壓力敏感結構的中心軸線的距離與述第一光纖準直器對中的另一個光纖準直器的端面到第一壓力敏感結構的中心軸線的距離是相等的；上述第二光纖準直器對中的一個光纖準直器的端面到第二壓力敏感結構的中心軸線的距離與上述第二光纖準直器對中的另一個光纖準直器的端面到第二壓力敏感結構的中心軸線的距離是相等的。
5、進一步地，在一些實施例中，上述第一光纖準直器對中的任一光纖準直器的端面到第一壓力敏感結構的中心軸線的距離與上述第二光纖準直器對中的任一光纖準直器的端面到第二壓力敏感結構的中心軸線的距離是相等的。
6、進一步地，在一些實施例中，上述差分式mems光纖差壓傳感器芯片還包括：第一側通孔，上述第一側通孔被設置在上述第一壓力敏感結構上靠近上述第一壓力敏感結構的側表面；第二側通孔，上述第二側通孔被設置在上述第二壓力敏感結構上靠近上述第二壓力敏感結構的側表面；上述第一光纖準直器對被設置成通過上述第一側通孔與上述第一壓力敏感結構焊接連接，上述第二光纖準直器對被設置成通過上述第二側通孔與上述第二壓力敏感結構焊接連接。
7、在本公開的第二方面，提出了一種光纖差壓傳感器芯片的制備方法，其包括：s1，對給定厚度的硅片的第一拋光面通過光刻、干法刻蝕或濕法腐蝕形成膜-島結構；s2，對上述硅片的第二拋光面通過光刻、干法刻蝕或濕法腐蝕形成準直凹槽，上述第二拋光面為遠離上述硅片的第一拋光面的另一拋光面；s3，在上述膜-島結構側面與上述硅片的外側面之間的上述硅片上通過光刻、干法刻蝕或濕法腐蝕形成兩個光纖焊接通孔，從而得到上述第一壓力敏感結構；s4，重復s1-s3以得到上述第二壓力敏感結構；s5，對soi硅片的頂層硅進行光刻處理，然后通過干法刻蝕或濕法腐蝕在上述頂層硅上形成鏤空結構或格柵結構；s6，將上述第一壓力敏感結構與上述soi硅片進行硅-硅鍵合，對應的鍵合面為上述第一壓力敏感結構的第二拋光面與上述soi硅片的頂層硅，并且上述第一壓力敏感結構的準直凹槽與上述soi硅片的頂層硅形成上述第一準直通孔；s7，對上述soi硅片的襯底硅和埋氧層進行減薄和腐蝕至露出上述頂層硅，以形成上述中間敏感層結構；s8，將上述第二壓力敏感結構與上述中間敏感層結構進行硅-硅鍵合，對應的上述鍵合面為上述中間敏感層結構遠離上述第一壓力敏感結構的一面與上述第二壓力敏感結構形成有準直凹槽的一面，并且上述第二壓力敏感結構的準直凹槽與上述中間敏感層結構形成上述第二準直通孔；s9，將上述第一光纖準直器對和上述第二光纖準直器對被分別布置在上述第一準直通孔和上述第二準直通孔內并對準。
8、進一步地，在一些實施例中，該制備方法在s1中，上述硅片為雙拋硅片，上述雙拋硅片是指在硅片的兩側都進行了拋光加工。
9、進一步地，在一些實施例中，該制備方法在s5中，對上述頂層硅刻蝕的深度為上述頂層硅的厚度。
10、進一步地，在一些實施例中，該制備方法在s7中，對上述soi硅片的襯底硅和埋氧層進行減薄和腐蝕至露出上述頂層硅是指：對上述soi硅片的襯底硅通過干法刻蝕或濕法腐蝕進行減薄至暴露出上述soi硅片的埋氧層，隨后對上述soi硅片的埋氧層通過干法刻蝕或濕法腐蝕進行腐蝕至露出上述頂層硅，以形成上述中間敏感層結構。
11、進一步地，在一些實施例中，該制備方法在s9中，上述第一光纖準直器對和上述第二光纖準直器對被分別對準后通過上述光纖焊接通孔施加焊料分別將上述第一光纖準直器對和上述第二光纖準直器對焊接固定在上述第一準直通孔和上述第二準直通孔內。
12、本公開的有本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種差分式MEMS光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述差分式MEMS光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，
3.根據權利要求1所述差分式MEMS光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，
4.根據權利要求3所述差分式MEMS光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，
5.根據權利要求1所述差分式MEMS光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，還包括：
6.一種根據權利要求1-5中任一項所述的光纖差壓傳感器芯片的制備方法，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，
9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，
10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種差分式mems光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述差分式mems光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，
3.根據權利要求1所述差分式mems光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，
4.根據權利要求3所述差分式mems光纖差壓傳感器芯片，其特征在于，
5.根據權利要求1所述差分式mems光纖差壓傳感器...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘少龍，龍亮，郭智慧，周偉，張鑫鑫，郭涼杰，
申請(專利權)人：上海拜安傳感技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。