[发明专利]一种双谐振子硅微压力传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种双谐振子硅微压力传感器，其特征在于：由下至上依次设有应力隔离块、压力敏感座、谐振体、真空封装帽和电极；所述电极粘附在真空封装帽的上方，包括驱动电极、偏压电极和检测电极；应力隔离块设有中心通孔，该中心通孔为导气孔，应力隔离块设有缩径式的应力隔离环，应力隔离环与导气孔同轴；压力敏感座与应力隔离块上表面连接且与所述导气孔正对；谐振体设有边框，2个配重块，2个应力传递块、2个谐振子，以及2个驱动电极锚点、1个偏压电极锚点和1个检测电极锚点；所述边框、2个配重块和2个应力传递块均与压力敏感座上表面连接，2个配重块对称位于边框的左右两内侧，2个应力传递块左右对称设于2个上下平行的谐振子的两端，2个应力传递块均通过各自热应力释放区分别与第一谐振子和第二谐振子相连；2个驱动电极锚点分别设在第一谐振子和第二谐振子的上下两侧，偏压电极锚点位于2个驱动电极锚点的左右两侧且上下两端分别与边框和谐振子相连，检测电极锚点位于第一谐振子与第二谐振子之间；所述边框、驱动电极锚点、偏压电极锚点和检测电极锚点的上表面均与真空封装帽的下表面连接；真空封装帽设有位于驱动电极锚点上方的驱动电极锚点互连孔、位于驱动偏压电极锚点上方的偏压互连孔和位于检测电极锚点上方的检测电极锚点互连孔；所述驱动电极、偏压电极和检测电极分别通过驱动电极锚点互连孔、偏压互连孔和检测电极锚点互连孔与驱动电极锚点、偏压电极锚点和检测电极锚点电连接。

2.如权利要求1所述基于双谐振子硅微压力传感器，其特征在于：所述第一谐振子与第二谐振子相同，第一谐振子与第二谐振子沿2个应力传递块的中轴线对称布置。

3.如权利要求1所述基于双谐振子硅微压力传感器，其特征在于：所述检测电极锚点，驱动电极锚点的中心连线与第一谐振子和第一谐振子平行的方向垂直。

4.如权利要求1所述基于双谐振子硅微压力传感器，其特征在于：所述应力隔离块的材料为与硅热膨胀系数相近的硼硅玻璃。

5.如权利要求1所述基于双谐振子硅微压力传感器，其特征在于：所述压力敏感座和谐振体的材料为硅。

6.如权利要求1所述双谐振子硅微压力传感器的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1）通过光刻胶剥离金属掩膜制备刻蚀掩膜图案，然后用干法刻蚀出谐振体结构，包括边框，配重块，应力传递块，热应力释放区，第一谐振子，第二谐振子，驱动电极锚点，偏压电极锚点，检测电极锚点在内的所有结构；

2）通过湿法腐蚀得到压力敏感座上部结构，即面对谐振体这一面的结构，得到压力敏感座与谐振体的组合体；

3）在硅基底上湿法腐蚀出驱动电极锚点互连孔、偏压互连孔和检测电极锚点互连孔，后经干法或湿法氧化得到真空封装帽；

4）用键合或粘接工艺将步骤2）得到的组合体与步骤3）得到的真空封装帽连接到一起，形成双谐振子硅微压力传感器的主体结构；

5）在主体结构制有驱动电极锚点互连孔、偏压互连孔和检测电极锚点互连孔的一侧，图案化溅射或蒸镀制出驱动电极、偏压电极和检测电极，在主体结构的压力敏感座一侧通过湿法腐蚀制成压力敏感座结构，得到新主体结构；

6）将新主体结构与应力隔离块键合或粘接到一起，即制成本发明所述双谐振子硅微压力传感器。