[发明专利]一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片，其特征在于，包括：硅质基底(1)、二氧化硅纳米薄膜(2)、四个石墨烯薄膜电阻、硼玻璃(4)、金属导线(7)和焊盘(8)；

硅质基底(1)的正面设置有二氧化硅纳米薄膜(2)，二氧化硅纳米薄膜(2)上设置有焊盘(8)，硅质基底(1)的背面键合有硼玻璃(4)；硅质基底(1)内设置有背腔(3)；

在二氧化硅纳米薄膜(2)的应力集中处设置有四个石墨烯薄膜电阻；所述四个石墨烯薄膜电阻通过金属导线(7)与焊盘(8)相连接形成惠斯通全桥检测电路。

2.根据权利要求1所述的一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片，其特征在于，二氧化硅纳米薄膜(2)上有刻蚀加工形成的正方形悬空薄膜；四个石墨烯薄膜电阻分别处于悬空薄膜的应力集中处。

3.根据权利要求1所述的一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片，其特征在于，所述背腔(3)位于硅质基底(1)的背面和硼玻璃(4)的正面之间。

4.根据权利要求1所述的一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片，其特征在于，石墨烯薄膜电阻采用化学气相沉积方法制备后转移到二氧化硅纳米薄膜(2)表面，由硬质掩膜为保护层，通过高能氧等离子体刻蚀形成。

5.根据权利要求1所述的一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片，其特征在于，石墨烯薄膜电阻中石墨烯薄膜膜片的厚度为0.335nm。

6.根据权利要求1所述的一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片，其特征在于，二氧化硅纳米薄膜(2)的厚度为200nm～500nm。

7.一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在硅质基底的背面加工出背腔(3)，在硅质基底(1)正面的二氧化硅纳米薄膜(2)上加工形成正方形悬空薄膜；

S2，制备石墨烯，并将制备的石墨烯贴合在二氧化硅纳米薄膜(2)表面；

S3，通过二氧化硅纳米薄膜(2)表面的石墨烯制备出四个石墨烯薄膜电阻，所述四个石墨烯薄膜电阻位于二氧化硅纳米薄膜(2)的应力集中处；

S4，在二氧化硅纳米薄膜(2)的表面制备金属导线和焊盘；通过金属导线(7)和焊盘(8)将四个石墨烯薄膜电阻连接得到惠斯通全桥电路，获得膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片。

8.根据权利要求7所述的一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片的制备方法，其特征在于，S2具体包括：

(1)称量100ml苯甲醚和4g PMMA粉末混合，在水浴50度环境下磁力搅拌6小时，制备获得PMMA苯甲醚溶液；将制备好的PMMA苯甲醚溶液使用匀胶机旋涂在铜基石墨烯表面；

(2)配制铜刻蚀液；

(3)将旋涂有PMMA的铜基石墨烯放入配置的铜刻蚀液，刻蚀预设时间后冲洗烘干；

(4)将表面有PMMA的石墨烯转移贴合在二氧化硅纳米薄膜(2)表面；放入丙酮中浸泡去除PMMA，然后取出烘干。

9.根据权利要求8所述的一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片的制备方法，其特征在于，

步骤(3)中，将旋涂有PMMA的铜基石墨烯放入配置的铜刻蚀液，刻蚀20min后取出放入去离子水中清洗3次，每次10min，放入烘箱干燥10min，烘箱温度50℃；

步骤(4)中，将表面有PMMA的石墨烯转移到二氧化硅纳米薄膜表面贴合，然后放入丙酮中浸泡去除PMMA，取出后放入烘箱干燥10min，烘箱温度40℃。

10.根据权利要求7所述的一种膜片式石墨烯MEMS微压传感器芯片的制备方法，其特征在于，S4具体包括：

利用掩膜版在硅质基底正面进行光刻，得到待沉积电极区域；采用蒸镀技术在待沉积电极区域先后沉积金属Cr和Au，利用丙酮剥离得到金属导线和焊盘。