[发明专利]一种LC复合式MEMS压力传感器及其制备方法

说明书

本发明提出一种LC复合式MEMS压力传感器及其制备方法，该压力传感器包括：堆叠的第一衬底和第二衬底；压力敏感膜，设置在所述第一衬底的上表面；第一凹槽，设置在所述第一衬底的下表面，与所述压力敏感膜相对；LC敏感体，设置在所述压力敏感膜的下表面，位于所述第一凹槽中；第二凹槽，设置在所述第二衬底的上表面，与所述第一凹槽形成真空腔；第三凹槽，环绕并间隔所述第二凹槽设置在所述第二衬底的下表面；电感线圈层，设置在所述第三凹槽的底表面及远离所述第二凹槽的一侧侧壁。该传感器在环境压力作用下，L和C均会发生变化，且变化趋势相同，具有高灵敏度。

技术领域

本发明涉及微机电系统MEMS领域，具体涉及一种LC复合式MEMS压力传感器及其制备方法。

背景技术

压力传感器主要用于环境压力的测量，已有多年的发展历史，它在国防、军事、工业、农业及医疗等领域应用广泛，是当前最为普遍的一类传感器。MEMS压力传感器主要包括MEMS压阻式压力传感器和MEMS电容式压力传感器两种类型。与MEMS压阻式压力传感器相比，MEMS电容式压力传感器具有温漂小等优点，因此，备受人们青睐。现有MEMS电容式压力传感器的敏感电容主要由固定电极、可动电极和腔体构成，在环境压力作用下，电容电极之间的间距发生变化，进而引起电容值发生变化。其中，传感器的固定电极通常被封闭在腔体内，需要使用打孔、填充、磨抛等步骤才能实现固定电极的电极引出，其制备工艺复杂且可靠性差。此外，现有MEMS电容式压力传感器通常在一些无法连线的环境(如密封环境、易燃易爆等恶劣环境)也难以获得应用。

发明内容

为了解决本领域压力传感器存在的一些问题，本发明提出一种LC复合式MEMS压力传感器及其制备方法，以解决MEMS电容式压力传感器的电极引出困难及带来的可靠性问题并拓宽传感器的应用场景，实现在无线无源场景下的压力检测。具体地，本发明所提出的技术方案如下：

一种LC复合式MEMS压力传感器，所述LC复合式MEMS压力传感器包括：

堆叠的第一衬底和第二衬底；

压力敏感膜，设置在所述第一衬底的上表面；

第一凹槽，设置在所述第一衬底的下表面，与所述压力敏感膜相对；

LC敏感体，设置在所述压力敏感膜的下表面，位于所述第一凹槽中；

第二凹槽，设置在所述第二衬底的上表面，与所述第一凹槽形成真空腔；

第三凹槽，环绕并间隔所述第二凹槽设置在所述第二衬底的下表面；

电感线圈层，设置在所述第三凹槽的底表面及远离所述第二凹槽的一侧侧壁；

第一电极和第二电极，分别设置在所述第三凹槽邻近所述第二凹槽的侧壁及所述第二衬底的下表面。

可选地，还包括介于所述第三凹槽表面和所述电感线圈层之间的绝缘层。

可选地，所述LC敏感体的高度大于或等于所述第一凹槽的深度。

可选地，所述LC敏感体的高度小于所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度之和。

可选地，所述第二凹槽的截面尺寸大于所述LC敏感体的截面尺寸。

可选地，所述第三凹槽对称设置在所述第二凹槽的两侧。

可选地，所述电感线圈层包括若干根间隔设置的电感线。

可选地，所述电感线圈层还包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述第三凹槽临近所述第二凹槽的侧壁上。

本发明还提出一种LC复合式MEMS压力传感器的制备方法，包括以下步骤：

选择第一衬底，刻蚀所述第一衬底的下表面，形成第一凹槽及压力敏感膜；