[发明专利]一种MEMS电感式压力传感器及其制备方法

说明书

本发明提出一种MEMS电感式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；铁磁芯，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，设置在所述第二衬底的下表面。该传感器结构简单、线性度优、灵敏度高、温漂小、应用场景宽。

技术领域

本发明涉及微机电系统MEMS领域，具体涉及一种MEMS电感式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压力传感器具有易微型化、制备精度高以及一致性好等优点，因此，备受人们青睐。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。MEMS压阻式压力传感器尺寸主要通过电阻变化来响应压力变化，它具有结构简单的优点，但温漂大。MEMS电容式压力传感器主要通过电容变化来响应压力变化，它具有温漂小的优点，但线性度差。此外，现有MEMS压阻式压力传感器和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，本发明提出一种结构简单、线性度优、灵敏度高、温漂小、应用场景宽的MEMS电感式压力传感器及其制备方法。具体地，本发明所提出的技术方案如下：

一种MEMS电感式压力传感器，所述MEMS电感式压力传感器包括：

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；

铁磁芯，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，设置在形成了所述第三凹槽的所述第二衬底的下表面。

可选地，还包括介于所述第二衬底的下表面和所述电感线圈层之间的绝缘层。

可选地，所述铁磁芯的高度大于或等于所述第一凹槽的深度。

可选地，所述铁磁芯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铁磁芯的截面尺寸。

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，所述第三凹槽的侧壁与所述第二凹槽的侧壁相交叠。

本发明还提出一种MEMS电感式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；

在所述压力敏感膜的下表面安装铁磁芯；

选择第二衬底，刻蚀所述第二衬底的上表面，形成第二凹槽；

刻蚀所述第二衬底的下表面，形成分布在所述第二凹槽两侧的第三凹槽；

在所述第二衬底的下表面制备电感线圈层；