[发明专利]一种MEMS流量传感器及制备方法

说明书

本发明涉及一种MEMS流量传感器及制备方法，该传感器的硅衬底内部设有密闭空腔，硅衬底上铺设有氧化硅绝缘层，氧化硅绝缘层上设有热电堆、第一加热电阻和第二加热电阻；第一加热电阻和第二加热电阻分别位于热电堆的两侧，且以热电堆的中心线为对称轴对称设置，第一加热电阻的两端分别设置有第一压焊块，第二加热电阻的两端分别设置有第二压焊块，热电堆的两端分别设置有第三压焊块；热电堆、第一加热电阻和第二加热电阻的上方覆盖氧化硅绝缘层，氧化硅绝缘层上方覆盖氮化硅保护层；热电堆、第一加热电阻和第二加热电阻构成的整体结构的外围设有隔热槽；隔热槽的槽底上依次铺设有氧化硅保护层和氮化硅保护层。本发明提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及流量传感器制备技术领域，特别是涉及一种MEMS流量传感器及制备方法。

背景技术

MEMS是将机械工程与微电子技术融合到一起的一种工业技术，它的操作范围一般在微纳米量级。MEMS技术通常基于半导体材料，运用表面微加工、深层刻蚀和体型微加工等工艺以及集成电路领域的相关工艺进行器件的制备。

流量的测量在工业生产和过程控制中具有重要的意义，例如消费类电子产品领域、汽车领域和医疗领域等。目前常用的流量传感器种类繁多，在MEMS技术的助力下，具备更加广泛的发展和应用空间。市场上常见的流量传感器种类包括：(1)早期基于简易物理原理的，如容积式、涡轮式和热损失式等流量传感器；(2)基于新兴科学技术的，如电磁式、热电式和压差式等流量传感器。然而，这些流量传感器在不同应用场合呈现出各自优势，同时不足也是明显的。例如，容积式、涡流式和电磁式流量传感器通常表现出较大的功耗和体积；压差式流量传感器安装较复杂，热损失式流量传感器受外界环境温度影响较大、精度较低；热电式流量传感器因结构简单、无机械结构和易集成等被广泛研究，但是为了抑制温漂影响通常需额外增加一个温度传感器在流量传感器附近用于测量基座温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种MEMS流量传感器及制备方法，提高了测量精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种MEMS流量传感器，包括：硅衬底6、热电堆1、第一加热电阻21、第二加热电阻22、第一压焊块31、第二压焊块32和第三压焊块33、氧化硅保护层7、氮化硅保护层8和氧化硅绝缘层9；

所述硅衬底6内部设有密闭空腔5，所述硅衬底6上铺设有所述氧化硅绝缘层9，所述氧化硅绝缘层9上设有所述热电堆1、所述第一加热电阻21和所述第二加热电阻22；所述第一加热电阻21和所述第二加热电阻22分别位于所述热电堆1的两侧，且以所述热电堆1的中心线为对称轴对称设置，所述第一加热电阻21的两端分别设置有所述第一压焊块31，所述第二加热电阻22的两端分别设置有所述第二压焊块32，所述热电堆1的两端分别设置有所述第三压焊块33；所述热电堆1、所述第一加热电阻21和所述第二加热电阻22的上方覆盖所述氧化硅绝缘层9，所述氧化硅绝缘层9上方覆盖所述氮化硅保护层8；所述热电堆1、所述第一加热电阻21和所述第二加热电阻22构成的整体结构的外围设有隔热槽4；所述隔热槽4的槽底上依次铺设有所述氧化硅保护层7和所述氮化硅保护层8；所述第一压焊块31一侧与所述氧化硅绝缘层9贴合，另一侧裸露在空气中；所述第二压焊块32一侧与所述氧化硅绝缘层9贴合，另一侧裸露在空气中；所述第三压焊块33一侧与所述氧化硅绝缘层9贴合，另一侧裸露在空气中。

可选地，所述热电堆1包括多个热电偶，各所述热电偶相互串联，所述热电偶包括一个半导体臂12和一个金属臂11，所述半导体臂12的一端与所述金属臂11的一端通过金属导线13连接。

可选地，所述半导体臂12与所述金属臂11在同一平面水平设置。

可选地，所述金属臂11设置在所述半导体臂12上方，所述金属臂11与所述半导体臂12之间通过绝缘介质层隔开。

可选地，所述隔热槽4的下表面为矩形框。