[发明专利]一种MEMS质量流量控制器及控制方法

权利要求书

1.一种MEMS质量流量控制器，其特征在于，包括壳体以及位于壳体内部的质量流量传感器和微加热器，所述壳体包括下基板及上盖板及由二者围成的气流通道；质量流量传感器固定在下基板上，且位于靠近气流通道的入口一侧；微加热器通过导热介质固定在上盖板上，且位于靠近气流通道的出口一侧；

所述质量流量传感器包括：

衬底一，设有沿上下向贯通的隔热腔体一；

支撑层一，形成于衬底一及隔热腔体一上；

加热元件一，形成于支撑层一的上表面，且局部位于隔热腔体一的上方；

感温元件，形成于支撑层一的上表面，两个感温元件对称分布在加热元件一的两侧，且局部位于隔热腔体一的上方；

金属层，形成于支撑层一的上表面；

绝缘层一，覆盖加热元件一、感温元件及金属层，且绝缘层一上通过局部刻蚀形成暴露出部分金属层的接触孔一；

所述微加热器包括：

衬底二，由衬底二上表面向内凹入形成隔热腔体二；

支撑层二，形成于衬底二及隔热腔体二上；

加热电阻二和电极，形成于支撑层二的上表面，且加热电极二位于隔热腔体二的上方；

绝缘层二，覆盖加热电阻一及电极，并局部刻蚀出接触孔二以暴露部分电极。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS质量流量控制器，其特征在于，所述质量流量传感器和微加热器采用MEMS工艺制作而成，所述质量流量传感器通过粘接的方法固定在下基板上。

3.根据权利要求1所述的一种MEMS质量流量控制器，其特征在于，所述衬底一及衬底二为半导体衬底，包括硅衬底、锗衬底、SOI衬底、GeOI衬底的一种。

4.根据权利要求1所述的一种MEMS质量流量控制器，其特征在于，所述支撑层一、支撑层二、绝缘层一、绝缘层二的材料为氧化硅、氮化硅的一种或两种组合。

5.根据权利要求1所述的一种MEMS质量流量控制器，其特征在于，所述加热元件一、加热元件二的材料为P型多晶硅、N型多晶硅、金属的一种。

6.根据权利要求1所述的一种MEMS质量流量控制器，其特征在于，所述感温元件为热敏电阻或热电堆；其中，热敏电阻的材料为具有正/负温度系数的金属，热电堆的材料为P型多晶硅/N型多晶硅的组合，或P型多晶硅/金属的组合，或N型多晶硅/金属的组合。

7.根据权利要求1所述的一种MEMS质量流量控制器，其特征在于，所述金属层和电极的材料为金属钛、钨、铬、铂、铝、金中的一种或多种组合。

8.根据权利要求1所述的一种MEMS质量流量控制器，其特征在于，所述导热介质采用不漏气、热胀冷缩的材料。

9.一种MEMS质量流量控制方法，采用如权利要求1所述的MEMS质量流量控制器，其特征在于，气体从气流通道的入口通入壳体后，沿着气流通道从出口排出，期间经质量流量传感器测得其质量流量，并反馈给后端处理电路与给定值进行比较，随后利用该反馈动态调节微加热器的功率，控制导热介质的膨胀程度，即控制气流通道的大小，从而实现对微小气体流量的精确控制。