[发明专利]一种基于SOI的硅微谐振式温度敏感芯片

说明书

一种基于SOI的硅微谐振式温度敏感芯片，涉及一种谐振器。本发明将现有铂电阻等传统测量精度的0.15℃提高到0.05℃，实现提高温度测量精度的目的。本发明包括谐振器本体、谐振层(2‑1)、硅硅键合层(2‑2)和谐振层固定座(2‑3)，谐振层固定座(2—3)为硅结构，谐振层固定座(2—3)与谐振层(2—1)中谐振器本体的第一锚块(701)、第二锚块(702)和备用电极通路(502)构成一整体，通过硅硅键合层(2—2)将硅与谐振层固定座(2—3)与谐振层(2—1)中的第一锚块(701)、第二锚块(702)和备用电极通路(502)键合至一起，使谐振器构成一整体结构刚性结构。本发明用于温度敏感测试。

技术领域

本发明涉及一种MEMS谐振式压力传感器，具体涉及一种基于SOI的硅微谐振式温度敏感芯片。

背景技术

传统温度传感器如铂电阻、铜电阻传感器，精度最高达到0.15℃，精度无法进一步提高；光纤温度传感器虽然有较高的测温精度，但成本较高，而且光纤容易损耗。

谐振式传感器作为一代高精度传感器，以谐振式压力传感器和谐振式温度传感器为主体，实现了多物理参数的测量，具有高精度、微结构、频率输出等特点；谐振式传感器具有结构微小、功耗低、响应快、重复性好、稳定性和可靠性高外，还具备频带宽、信噪比高、抗冲击、抗干扰能力强、易集成、可大批量生产、成本低等优点，得到世界各国的广泛关注和重点开发。

谐振式原理的温度传感器理论精度能达到0.05℃，可以实现精确温度测量，是高精度温度传感器的发展方向。传统的铂电阻、铜电阻等传统测量方式为利用导体的阻值随温度变化而变化、并呈一定函数关系的特性来进行测温，受到导体本身材料的限制，其精度最高为0.15℃。存在温度传感器精度差的问题。

发明内容

本发明为了达到提高温度测量精度的目的，将现有铂电阻等传统测量精度的0.15℃提高到0.05℃，提供了一种基于SOI的硅微谐振式温度敏感芯片。

本发明的技术方案是一种基于SOI的硅微谐振式温度敏感芯片，它包括谐振器本体、谐振层、硅硅键合层和谐振层固定座，谐振层固定座—为硅结构，谐振层固定座—与谐振层—中谐振器本体的第一锚块、第二锚块和备用电极通路构成一整体，通过硅硅键合层—将硅与谐振层固定座—与谐振层—中的第一锚块、第二锚块和备用电极通路键合至一起，使谐振器构成一整体结构刚性结构；

谐振器本体包括第一引出电极、第二引出电极、第三引出电极、第四引出电极、第一驱动电极、第二驱动电极、第三驱动电极、备用电极、第一锚块、第二锚块、下横拉梁、上横拉梁、上谐振单元、下谐振单元、第一连接块、第二连接块、第三连接块、第四连接块、驱动电极通路、备用电极通路、第一连接梁、第四连接梁、第五连接梁、第七连接梁、第二连接梁、第三连接梁、第六连接梁和第八连接梁；

第一引出电极、第三驱动电极和第四引出电极位于同一排，第二引出电极、第二驱动电极和第三引出电极位于同一排，第一锚块和第二锚块安装在第二驱动电极和第三驱动电极之间，第一锚块和第二锚块之间分别通过下横拉梁和上横拉梁连接，下横拉梁和上横拉梁与第二驱动电极和第三驱动电极之间分别通过上谐振单元和下谐振单元连接，第一连接块和第二连接块连接后安装在第一锚块的外侧，第三连接块和第四连接块连接后安装在第二锚块的外侧，第一驱动电极与第一连接块和第二连接块之间通过驱动电极通路连接，备用电极与第三连接块和第四连接块之间通过备用电极通路连接，第一引出电极与上谐振单元之间通过第一连接梁连接，第二引出电极与下谐振单元之间通过第四连接梁连接，第三引出电极与下谐振单元之间通过第五连接梁连接，第四引出电极与上谐振单元之间通过第八连接梁连接，第一连接块与上谐振单元之间通过第二连接梁连接，第二连接块与下谐振单元之间通过第三连接梁连接，第三连接块与下谐振单元之间通过第六连接梁连接，第四连接块与上谐振单元之间通过第七连接梁连接。

进一步地，下横拉梁和上横拉梁与第一锚块的交汇处的左侧设有第一锚块孔和第二锚块孔。