【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及傳感器，尤其涉及一種壓電諧振式壓力傳感器及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、根據(jù)工作原理的不同，壓力傳感器可以分為壓電諧振式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器等。其中，由于壓電諧振式壓力傳感器具有穩(wěn)定性好、精確度較高等的優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于精度要求較高、環(huán)境惡劣，例如航空航天、石油等。
2、壓電諧振式壓力傳感器的錨點(diǎn)可以將壓力敏感薄膜的應(yīng)力傳遞至諧振器上，確保壓電諧振式壓力傳感器在工作過程中保持穩(wěn)定，提升壓力檢測的準(zhǔn)確性。
3、現(xiàn)有壓電諧振式壓力傳感器一般通過設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)作為錨點(diǎn)，如此，使得壓電諧振式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，壓電諧振式壓力傳感器的尺寸較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁┮环N壓電諧振式壓力傳感器及其制備方法，用于簡化壓電諧振式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)，減小壓電諧振式壓力傳感器的尺寸。
2、第一方面，本申請示例提供一種壓電諧振式壓力傳感器，包括壓力敏感組件和壓電組件，壓力敏感組件具有相對設(shè)置的第一表面和第二表面。壓力敏感組件具有貫穿第二表面的壓力腔，待檢測壓力作用于壓力腔的靠近第一表面的腔壁。壓電組件設(shè)置于第一表面，壓電組件通過硅通孔與外部電路電連接。壓電組件的四周支撐于第一表面，壓電組件的中間區(qū)域懸空設(shè)置于第一表面，用于使中間區(qū)域與第一表面之間形成諧振腔。諧振腔在第二表面上的正投影與壓力腔在第二表面上的正投影至少部分重疊。
3、采用上述技術(shù)方案時(shí)，壓電組件的中間區(qū)域形成諧振器，諧振腔的側(cè)腔壁形
4、壓力腔靠近第一表面的腔壁與第一表面之間形成壓力敏感薄膜，壓力敏感薄膜能夠承受較大載荷，在較大待檢測壓力作用在壓力敏感薄膜上時(shí)，壓力敏感薄膜不會發(fā)生較大形變，提高了壓力敏感薄膜的承壓能力，擴(kuò)大了本申請實(shí)施例提供的壓電諧振式壓力傳感器能夠檢測的壓力的大小范圍，提升了本申請實(shí)施例提供的壓電諧振式壓力傳感器的適用范圍，保證了壓電諧振式壓力傳感器在壓力測量范圍內(nèi)的線性度。
5、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，壓電組件包括第一導(dǎo)電層、壓電層和第二導(dǎo)電層，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層通過硅通孔與外部電路電連接；第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的極性不同。至少對應(yīng)中間區(qū)域，第一導(dǎo)電層、壓電層和第二導(dǎo)電層自壓力敏感組件至壓電組件的方向依次層疊設(shè)置。且，對應(yīng)中間區(qū)域，第一導(dǎo)電層、壓電層和第二導(dǎo)電層向遠(yuǎn)離壓力敏感組件的方向凸起，以形成諧振腔。
6、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，壓力敏感組件上設(shè)置有至少兩個(gè)硅通孔，第一導(dǎo)電層通過其中至少一個(gè)硅通孔與外部電路電連接，第二導(dǎo)電層通過另外至少一個(gè)硅通孔與外部電路電連接。
7、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，壓電諧振式壓力傳感器還包括封蓋，設(shè)置于第一表面；封蓋朝向第一表面的一側(cè)設(shè)置有蓋設(shè)空間，壓電組件位于蓋設(shè)空間內(nèi)。
8、采用上述技術(shù)方案時(shí)，一方面，壓電組件位于蓋設(shè)空間內(nèi)，封蓋可以對壓電組件起到保護(hù)作用，保證壓電組件工作環(huán)境的穩(wěn)定，不僅可以避免損壞壓電組件，而且避免影響待檢測壓力的檢測精度。另一方面，可以避免灰塵、顆粒等雜質(zhì)落在壓電組件上，影響待檢測壓力的檢測精度。
9、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，封蓋上設(shè)置有至少兩個(gè)硅通孔，第一導(dǎo)電層通過其中至少一個(gè)硅通孔與外部電路電連接，第二導(dǎo)電層通過另外至少一個(gè)硅通孔與外部電路電連接。
10、采用上述技術(shù)方案時(shí)，硅通孔即可以設(shè)置在壓力敏感組件上，也可以設(shè)置在封蓋上，豐富了硅通孔的設(shè)置位置，便于根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
11、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，封蓋與第一表面真空連接；
12、壓電諧振式壓力傳感器還包括吸氣件，設(shè)置于蓋設(shè)空間內(nèi)，吸氣件用于在封蓋與壓力敏感組件真空連接后，吸收氣體。
13、采用上述技術(shù)方案時(shí)，吸氣件用于在封蓋和壓力敏感組件密封連接后，吸收壓電組件、壓力敏感組件等器件析出的氣體分子，使得壓電諧振式壓力傳感器內(nèi)部維持在真空狀態(tài)，以保證真空腔的真空度，確保壓電諧振式壓力傳感器的測量精度及靈敏度，延長壓電諧振式壓力傳感器的使用壽命。
14、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，壓電組件上開設(shè)有貫通槽，貫通槽貫穿中間區(qū)域，且與諧振腔連通。
15、第二方面，本申請示例提供一種壓電諧振式壓力傳感器的制備方法，包括：
16、提供第一晶圓；
17、在第一晶圓上形成用于接收待檢測壓力的壓力腔，壓力腔貫穿第一晶圓的襯底層，得到壓力敏感組件；
18、在第一晶圓的硅結(jié)構(gòu)層上形成犧牲層；犧牲層在硅結(jié)構(gòu)層上的正投影與壓力腔在硅結(jié)構(gòu)層上的正投影至少部分重疊；
19、在犧牲層和硅結(jié)構(gòu)層上形成壓電組件，壓電組件用于與外部電路電連接；犧牲層對應(yīng)壓電組件的中間區(qū)域；壓電組件包括第一導(dǎo)電層、壓電層和第二導(dǎo)電層；至少對應(yīng)中間區(qū)域，第一導(dǎo)電層、壓電層和第二導(dǎo)電層自壓力敏感組件至壓電組件的方向依次層疊設(shè)置；
20、對壓電組件進(jìn)行第一圖案化處理，以在壓電組件的中間區(qū)域形成貫通槽，貫通槽貫穿中間區(qū)域，且貫通槽的一端延伸至犧牲層；
21、通過貫通槽，釋放犧牲層。
22、第二方面所提供的壓電諧振式壓力傳感器的制備方法的有益效果，可以參照上述第一方面所描述的壓電諧振式壓力傳感器的有益效果，在此不作贅述。
23、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在犧牲層和硅結(jié)構(gòu)層上形成壓電組件包括：
24、在犧牲層和硅結(jié)構(gòu)層上形成第一導(dǎo)電層；
25、在第一導(dǎo)電層和硅結(jié)構(gòu)層上形成壓電層；
26、在壓電層和硅結(jié)構(gòu)層上形成第二導(dǎo)電層，得到壓電組件。
27、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在犧牲層和硅結(jié)構(gòu)層上形成壓電組件之后，在對壓電組件進(jìn)行第一圖案化處理，以在壓電組件的中間區(qū)域形成貫通槽之前，壓電諧振式壓力傳感器的制備方法還包括：在硅結(jié)構(gòu)層上形成第一鍵合環(huán)；第一鍵合環(huán)對應(yīng)硅結(jié)構(gòu)層的四周邊緣；
28、在通過貫通槽，釋放犧牲層后，制備方法還包括：
29、提供第二晶圓，第二晶圓上設(shè)置有第二鍵合環(huán)，第一鍵合環(huán)與第二鍵合環(huán)相匹配；
30、對第二晶圓的設(shè)置有第二鍵合環(huán)的一面進(jìn)行第二圖案化處理，獲取蓋設(shè)空間，得到封蓋；
31、將第一鍵合環(huán)和第二鍵合環(huán)鍵合，壓電組件位于蓋設(shè)空間內(nèi)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述壓電組件包括第一導(dǎo)電層、壓電層和第二導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層通過所述硅通孔與所述外部電路電連接；所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層的極性不同；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述壓力敏感組件上設(shè)置有至少兩個(gè)所述硅通孔，所述第一導(dǎo)電層通過其中至少一個(gè)所述硅通孔與所述外部電路電連接，所述第二導(dǎo)電層通過另外至少一個(gè)所述硅通孔與所述外部電路電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述壓電諧振式壓力傳感器還包括封蓋，設(shè)置于所述第一表面；所述封蓋朝向所述第一表面的一側(cè)設(shè)置有蓋設(shè)空間，所述壓電組件位于所述蓋設(shè)空間內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述封蓋上設(shè)置有至少兩個(gè)所述硅通孔，所述第一導(dǎo)電層通過其中至少一個(gè)所述硅通孔與所述外部電路電連接，所述第二導(dǎo)電層通過另外至少一個(gè)所述硅通孔與所述外部電路電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述壓電組件上開設(shè)有貫通槽，所述貫通槽貫穿所述中間區(qū)域，且與所述諧振腔連通。
8.一種壓電諧振式壓力傳感器的制備方法，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓電諧振式壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述在所述犧牲層和所述硅結(jié)構(gòu)層上形成壓電組件包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓電諧振式壓力傳感器的制備方法，其特征在于，在所述犧牲層和所述硅結(jié)構(gòu)層上形成壓電組件之后，在對所述壓電組件進(jìn)行第一圖案化處理，以在所述壓電組件的中間區(qū)域形成貫通槽之前，所述壓電諧振式壓力傳感器的制備方法還包括：在所述硅結(jié)構(gòu)層上形成第一鍵合環(huán)；所述第一鍵合環(huán)對應(yīng)所述硅結(jié)構(gòu)層的四周邊緣；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述壓電組件包括第一導(dǎo)電層、壓電層和第二導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層通過所述硅通孔與所述外部電路電連接；所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層的極性不同；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述壓力敏感組件上設(shè)置有至少兩個(gè)所述硅通孔，所述第一導(dǎo)電層通過其中至少一個(gè)所述硅通孔與所述外部電路電連接，所述第二導(dǎo)電層通過另外至少一個(gè)所述硅通孔與所述外部電路電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述壓電諧振式壓力傳感器還包括封蓋，設(shè)置于所述第一表面；所述封蓋朝向所述第一表面的一側(cè)設(shè)置有蓋設(shè)空間，所述壓電組件位于所述蓋設(shè)空間內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電諧振式壓力傳感器，其特征在于，所述封蓋上設(shè)置有至少兩個(gè)所述硅通孔，所述第一導(dǎo)電層通過其中至少一個(gè)所述硅通...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳旭遠(yuǎn)，吳志鵬，
申請(專利權(quán))人：復(fù)遠(yuǎn)芯上?？萍加邢薰?/a>，
類型：發(fā)明
國別省市：
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