[发明专利]一种MEMS电容式流量传感器及其制备方法

说明书

本发明提出一种MEMS电容式流量传感器，包括：衬底；绝缘层，所述绝缘层设置在所述衬底上；第一电极、第二电极，所述第一电极、第二电极间隔设置在所述绝缘层上；微流道，所述微流道设置在所述绝缘层上；其中，所述微流道包括弧形的底壁，所述底壁包括第一介质层、第二介质层，以及夹设在所述第一介质层、所述第二介质层之间的第三电极；所述第三电极分别与所述第一电极、第二电极构成所述MEMS电容式流量传感器的第一敏感电容、第二敏感电容。本发明的传感器具有高线性度、高灵敏度的优点；且可采用MEMS加工工艺进行高精度、高一致性、低成本、批量化和微型化的制备。

技术领域

本发明涉及微机电系统（MEMS）领域，具体涉及一种MEMS电容式流量传感器及其制备方法。

背景技术

传统的流量传感器通常包括应变式流量传感器和涡轮式流量传感器，通常存在体积大，成本高，精度低等缺点。近几年来，伴随MEMS技术的蓬勃发展，涌现出许多MEMS流量传感器，相比于传统的流量传感器，MEMS流量传感器具有灵敏度高、精度高、体积小及成本低等优点。常见MEMS流量传感器包括压阻式MEMS流量传感器、压电式MEMS流量传感器和电容式MEMS流量传感器等。其中压阻式MEMS流量传感器线性度高，但是受环境温度影响较大；压电式MEMS流量传感器结构简单，但与周围介质的阻抗匹配较差；电容式MEMS流量传感器受环境影响较小，与周围介质的阻抗匹配较好，但普遍存在线性度差的问题。

发明内容

为了解决本领域流量传感器存在的一些问题，本发明提出一种MEMS电容式流量传感器及其制备方法，它具有线性度高、灵敏度高、结构和制备工艺简单等优点。

具体地，本发明所提出的技术方案如下：

一种MEMS电容式流量传感器，所述MEMS电容式流量传感器包括：

衬底；

绝缘层，所述绝缘层设置在所述衬底上；

第一电极、第二电极，所述第一电极、第二电极间隔设置在所述绝缘层上；

微流道，所述微流道设置在所述绝缘层上；

其中，所述微流道包括弧形的底壁，所述底壁包括第一介质层、第二介质层，以及夹设在所述第一介质层、所述第二介质层之间的第三电极；

所述第三电极分别与所述第一电极、第二电极构成所述MEMS电容式流量传感器的第一敏感电容、第二敏感电容。

可选地，还包括设置在所述微流道上的盖板，所述盖板封闭所述微流道。

可选地，所述第一介质层与所述第二介质层的材料及厚度相同。

可选地，所述第一电极与所述第二电极对称设置在所述微流道的两侧。

可选地，所述盖板为电绝缘材料。

本发明还提出一种MEMS电容式流量传感器的制备方法，包括以下步骤：

选择衬底，

在所述衬底上形成绝缘层；

在所述绝缘层上形成间隔设置的第一电极、第二电极；

在所述绝缘层上形成牺牲层；

刻蚀所述牺牲层，形成微流道的弧形形状；

在所述牺牲层的上表面形成第一介质层；

在所述第一介质层上形成第三电极层；

在所述第三电极层上形成第二介质层；

去除所述牺牲层，释放所述微流道。

可选地，还包括在所述微流道上设置盖板的步骤。