[发明专利]硅-蓝宝石差分电容式压力传感器及制作方法

权利要求书

1.硅-蓝宝石差分电容式压力传感器，包括硅可动电极，其特征在于：所述的硅可动电极为中心，依次对称的在两侧装配蓝宝石片和陶瓷基板，所述的硅可动电极、蓝宝石片、陶瓷基板组成了压力敏感芯体，所述的压力敏感芯体的侧面安装有侧电极。

2.根据权利要求1所述的硅-蓝宝石差分电容式压力传感器，其特征在于：所述的蓝宝石片的中间设有导压孔，所述的蓝宝石的两面及导压孔内壁都设有金属层，所述的蓝宝石片与硅可动电极的接触面为抛光面，所述的抛光面的金属层作为压力传感器的金属化固定电极，另一面的金属层作为钎焊工艺时的金属化焊接层，导压孔内壁的金属层连接金属化固定电极和金属化焊接层。

3.根据权利要求1所述的硅-蓝宝石差分电容式压力传感器，其特征在于：所述的硅可动电极包括固支边、弹性膜、中间硬芯，弹性膜连接固支边和中间硬芯，中间硬芯表面低于固支边表面2-4微米。

4.根据权利要求1所述的硅-蓝宝石差分电容式压力传感器，其特征在于：所述的蓝宝石片上抛光面的金属层与硅片上的中间硬芯相对。

5.根据权利要求1所述的硅-蓝宝石差分电容式压力传感器，其特征在于：所述的陶瓷基板的中间设有加压孔。

6.提供了一种制备权利要求1所述的硅-蓝宝石差分电容式压力传感器的方法，其特征在于：所述的硅-蓝宝石差分电容式压力传感器的制作方法如下：

    第一步：以MEMS工艺在硅片上制作具有固支边-弹性膜-中间硬芯的一体化结构的硅可动电极；

    第二步：在单面抛光的蓝宝石片上用飞秒激光器打出导压孔；

    第三步：在蓝宝石片的表面化学镀镍、金，在蓝宝石片的两面及导压孔表面形成总厚度1微米的金属层；在蓝宝石片的抛光面光刻，去除固定电极以外部分的金属层；

    第四步：将两片蓝宝石片的抛光面分别与硅可动电极的两个面对准、贴合、加温、加压（直接键合），键合前对蓝宝石片的抛光面和硅片表面进行清洗及等离子激活，键合后在300至500℃温度下退火3至10小时；

   第五步：制作陶瓷基板,并组装传感器：将陶瓷片化学镀镍、金，在陶瓷片的两面表面形成总厚度约1微米的金属层，打孔，用金属钎焊工艺与蓝宝石片焊接在一起；

    第六步：制作侧电极：将单个器件的1个侧面磨平，以掩模蒸镀的方式形成侧电极。

7.根据权利要求6所述的硅-蓝宝石差分电容式压力传感器的制作方法，其特征在于：所述的第一步至第四步均是在整个的硅片和蓝宝石片上进行。

8.根据权利要求7所述的硅-蓝宝石差分电容式压力传感器的制作方法，其特征在于：完成所述的第一步至第四步后用飞秒激光器进行划片，将整个的硅片和蓝宝石片分离成独立的单个器件。