[发明专利]一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器，包括方形的传感器芯片(1)，其特征是：位于传感器芯片(1)正面设置有两组相互垂直的一维风速风向传感器(2)，所述的一维风速风向传感器(2)具有中心加热元件(3)、以中心加热元件(3)为对称轴对称分布的热传感测温元件(4)，传感器芯片(1)正面还设有方形薄板(5)，方形薄板(5)根部通过悬臂梁(6)支撑，在悬臂梁(6)根部设置有压敏电阻(7)；传感器芯片(1)的背面具有长方形空腔(8)，长方形空腔(8)的面积覆盖两组一维风速风向传感器(2)和方形薄板(5)所在区域，方形薄板(5)四周开设有U型镂空(9)，所述的传感器芯片(1)外围包覆有球形外壳(10)，球形外壳(10)中分布有三条互不交叠、可将三维风速分解为三个正交方向风速分量引导至对应的传感器测量元件表面的中空管道(11)。

2.一种权利要求1所述基于MEMS技术的三维风速风向传感器的制作方法，其特征是：具有如下步骤：

a、在SOI圆片(12)的上表面生长一层二氧化硅层(13)，对二氧化硅层(13)进行光刻、刻蚀，形成压敏电阻扩散区(14)，使用扩散或离子注入法，形成压敏电阻(7)，去除光刻胶和二氧化硅层(13)；

b、在SOI圆片(12)的上表面生长一层栅氧化层(15)，在栅氧化层(15)上表面淀积多晶硅(16)，并注入硼离子，刻蚀多晶硅(16)，形成中心加热元件(3)和热传感测温元件(4)的一端；

c、在栅氧化层上表面淀积氧化层(17)，该氧化层(17)覆盖住中心加热元件(3)和热传感测温元件(4)的一端，利用深反应离子刻蚀氧化层(17)形成通孔(18)；

d、利用蒸发或溅射工艺制备热传感测温元件(4)的另一端以及电引出焊盘(19)；

e、在氧化层(17)上表面利用光刻蚀工艺，形成U型镂空(9)，直至裸露出SOI圆片(12)下部的硅衬底，去除光刻胶；

f、在SOI圆片(12)下表面采用各向异性腐蚀，形成长方形空腔(8)；

g、划片，将上述制成的传感器芯片(1)装贴在PCB板(20)上，然后采用球形外壳(10)对传感器芯片(1)进行封装。