[发明专利]基于压阻检测的谐振式压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于压阻检测的谐振式压力传感器，包括在SOI片上集成的传感器本体，其包括：

压力敏感膜，由SOI片的基底层形成；

谐振器，由SOI片的器件层形成，位于所述压力敏感膜上方，该谐振器包括：

双端固支梁，包括两端部和连接至该两端部的两根单梁，通过对称地在该两根单梁的根部区域进行刻蚀，在该两根单梁的根部形成体压阻，在该两端部形成相同的三电极结构，其中：一端部的三电极结构悬空，另一端部的三电极结构以中间位置的电极作为接地端，以两侧位置的电极作为检测电极；以及

两个驱动电极，分别位于所述双端固支梁的两侧，在该两个驱动电极上施加直流、交流驱动电压，以静电力驱动该双端固支梁发生音叉振动，其中，所述接地端和两个检测电极能够连接至电阻/电压检测电路以测量所述体压阻上的电阻/电压随该音叉振动而产生的变化；以及

六个锚点，由SOI片的绝缘层形成，分别位于所述双端固支梁的两端部的三电极结构下方，将所述双端固支梁固支于所述压力敏感膜上。

2.根据权利要求1所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述谐振器为两个，并且具有相同的结构，分别位于所述压力敏感膜上方的相对中间区域和相对边缘区域，以进行压力和温度的双参数测量。

3.根据权利要求1所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述两个驱动电极分别与相邻的单梁形成平板电容或梳齿电容，以产生能够驱动该双端固支梁发生音叉振动的静电力。

4.根据权利要求1所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述传感器本体还包括位于所述压力敏感膜外围的若干引线端子，由所述SOI片的器件层形成，所述若干引线端子分别连接至谐振器的接地端、驱动电极和检测电极。

5.根据权利要求4所述的谐振式压力传感器，其特征在于，位于每个所述引线端子的中心位置处穿过所述基底层和绝缘层形成有引线孔，所述引线孔内形成有金属焊盘，在该金属焊盘上压焊引线，以连接至外部电路。

6.根据权利要求5所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述引线孔的外围一圈形成有电气隔离槽。

7.根据权利要求4所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述引线端子的外围形成有电气隔离槽。

8.根据权利要求1所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述谐振式压力传感器还包括玻璃盖板，其与SOI片通过阳极键合以将所述谐振器封装在真空环境中，其中所述玻璃盖板与压力敏感膜相对应的位置形成有一空腔。

9.根据权利要求8所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述空腔内沉积有吸气剂。

10.一种如权利要求1至9任意一项所述的谐振式压力传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤A：在SOI片的基底层上刻蚀形成引线孔和压力敏感膜；

步骤B：在所述SOI片的器件层上刻蚀形成谐振器和引线端子，谐振器通过腐蚀所述SOI片暴露的绝缘层而释放；

步骤C：在玻璃基板上制作空腔，并沉积吸气剂，形成玻璃盖板；

步骤D：所述SOI片和玻璃盖板进行阳极键合以将谐振器密封在真空腔内；

步骤E：在引线孔内通过溅射金属制作金属焊盘。