[发明专利]温差式流量传感器及其制作方法

权利要求书

1.温差式流量传感器，包括一基体和覆盖于基体上可检测流体流量的横膈膜，其特征在于，所述基体的下方键合有一衬底，所述衬底与所述基体之间形成一个可引导流体流经所述横膈膜下方的微流道。

2.根据权利要求1所述的温差式流量传感器，其特征在于：所述基体的底面凹设有一凹槽，所述衬底上表面与该凹槽配设有一凸台，所述凹槽与所述凸台之间形成一道可先引导测温流体向上流经所述横膈膜的下方再向下流出的轨迹呈梯形的微流道。

3.根据权利要求1所述的温差式流量传感器，其特征在于：所述微流道的横截面积设置为沿流向方向上分阶段缩小的结构。

4.根据权利要求1所述的温差式流量传感器，其特征在于：所述微流道拐角处设置为125.26°；在所述微流道的横截面上，侧壁与底壁呈125.26°夹角。

5.根据权利要求1-4任一项所述的温差式流量传感器，其特征在于：所述横膈膜包括于基体上表面的支撑层、溅射于所述支撑层上的金属薄膜以及覆盖于所述金属薄膜的钝化层。

6.根据权利要求5所述的温差式流量传感器，其特征在于：所述支撑层由SiO₂和Si₃N₄材料制作而成，所述钝化层由Si₃N₄材料制作而成。

7.根据权利要求6所述的温差式流量传感器，其特征在于：所述金属薄膜层由Ti和Pt金属制作而成，包括由其中间向两边纵向间隔对称分布的加热电阻和测温电阻。

8.根据权利要求7所述的温差式流量传感器，其特征在于：所述测温电阻的宽度为5~10μm，在流体流动方向上，所述测温电阻与所述基体底面上的凹槽底面的边缘的距离大于150μm。

9.根据权利要求1所述的温差式流量传感器，其特征在于：所述基体和衬底均由硅制作成片状，通过Au-Si键键合为一体。

10.制作权利要求1-9中任一项所述的温差式流量传感器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选取硅片作为基体，于基体上表面沉积一层SiO₂；

2）在SiO₂层的上表面，通过低压化学气相沉积法沉积一层Si₃N₄；

3）在Si₃N₄层上，通过光刻和溅射，覆盖Ti和Pt金属以形成包括由

中间向两边纵向间隔对称分布的加热电阻和测温电阻的金属薄膜层，其中所述测温电阻的宽度在5~10μm；

4）在金属薄膜层上，通过等离子体化学气相沉积法，再沉积至少一层可将其覆盖的Si₃N₄层；至此，完成横隔膜的制作并覆盖于所述基体的上表面；

5）在硅片基体的下表面上，采用KOH溶液通过热腐蚀法，开设一个凹槽，露出硅片基体上表面的SiO₂层底部；同时，确保沿流体流动方向上，所述测温电阻与所述凹槽底部边缘的间距大于150μm；

6）另外取一块硅片作为衬底，采用KOH溶液通过热腐蚀法，在其上表面的两侧分别溶解处一个半凹槽，使两半凹槽之间形成一个凸起；

7）将硅片衬底的凸起正对所述硅片基体的凹槽，通过Au-Si键键合为一体，并在硅片衬底和所述硅片基体之间形成一个可使流体先向上流动后向下流出的微流道。