[发明专利]一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规

权利要求书

1.一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，包括玻璃基底层、电极层、含硅基底层、保护层以及密封层，所述密封层、含硅基底层以及玻璃基底层从上到下依次设置；

所述玻璃基底层与含硅基底层之间设置参考端腔体，所述密封层与含硅基底层之间设置测量端腔体，所述参考端腔体与测量端腔体之间设置感应薄膜，所述密封层上设置与测量端腔体连通的通气孔，所述保护层设置于测量端腔体内，且所述保护层上且位于感应薄膜的一端面设置凹槽，所述含硅基底层上设置与参考端腔体连通的电极引出孔，且还设置电极引出槽；

所述电极层包括设置于玻璃基底层上且位于参考端腔体内的固定电极以及与固定电极连接且位于第一引出槽内的电极引出焊盘；

其中，所述感压薄膜、固定电极以及薄膜下圆柱形槽组成敏感电容，电容信号通过第二引出槽与电极引出焊盘引出，所述参考端腔体通过电极引出孔与真空参考端连通，所述测量端腔体通过通气孔与真空测量端连通。

2.根据权利要求1所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述含硅基底层上且位于玻璃基底层的一端面设置薄膜下圆柱形槽，且另一端设置与薄膜下圆柱形槽对应的薄膜上方形槽；

所述薄膜下圆柱形槽与薄膜上方形槽之间设置所述感应薄膜，所述薄膜下圆柱形槽、感应薄膜以及玻璃基底层形成所述参考端腔体，所述薄膜上方形槽、感应薄膜以及密封层形成所述测量端腔体。

3.根据权利要求2所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述含硅基底层上且位于玻璃基底层的一端面设置用于连通电极引出孔与薄膜下圆柱形槽连通的电极连接槽，所述固定电极与电极引出焊盘之间设置电极连接片，所述电极连接片设置于玻璃基底层上且位于连接槽内。

4.根据权利要求3所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述固定电极、电极连接片以及电极引出焊盘为一体式结构。

5.根据权利要求1或3所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述电极层采用磁控溅射方式溅射在玻璃基底上，其包括三层结构，从下至上依次为铬层、铝层及氧化铝层，所述铬层、铝层及氧化铝层的厚度分别为30nm、300nm及10nm。

6.根据权利要求1所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述含硅基底层采用SOI片制作，SOI片薄硅层一侧采用干法蚀制作薄膜下圆柱形槽，SOI片厚硅层一侧采用湿法刻蚀制作薄膜上方形槽、电极引出槽以及电极引出孔。

7.根据权利要求6所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述薄膜下圆柱形槽直径为3000μm，深度为4.7μm，所述薄膜上方形槽边长为4000μm，深等于厚硅层厚度，电极引出槽边长为1000μm，深等于厚硅层厚度，电极引出孔边长为1000μm，孔深等于厚硅层厚度。

8.根据权利要求7所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述感压薄膜为圆形薄膜，且作为真空规中敏感电容的可动电极，感压薄膜直径与薄膜下圆柱形槽直径相等，感压薄膜厚度与薄膜下圆柱形槽深度之和为SOI片薄硅层厚度。

9.根据权利要求1所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述保护层边长略小于薄膜上方形槽的边长，厚度略小于薄膜上方形槽深度，所述凹槽为方形槽，其边长大于感压薄膜直径，深度小于10μm。

10.根据权利要求1所述的一种宽量程高灵敏度MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，所述电极引出槽与固定电极引出孔位于感压薄膜中心轴的两侧；所述密封层与含硅基底层接触的部分截面为正方形，边长等于电极引出槽边至电极引出孔边的距离，所述通气孔为圆柱形。