[发明专利]集成传感器芯片

权利要求书

1.一种集成传感器芯片，包括单晶硅基片，以及设置在所述单晶硅基片同一表面的加速度传感器和压力传感器，其特征在于，

所述压力传感器包括嵌入在所述单晶硅基片内的密闭腔体，以及贴合所述密闭腔体上部且位于所述单晶硅基片上表面的第一悬臂梁结构，所述第一悬臂梁结构夹持有第一压电薄膜，所述压力传感器通过谐振感测所述密闭腔体内外气压不相等的情形下所述第一悬臂梁结构的弹性形变数据形成谐振频率随压力而变化的频率特性来测量压力；

所述加速度传感器包括嵌入在所述单晶硅基片内的运动空腔，以及贴合所述运动空腔上部且位于所述单晶硅基片上表面的第二悬臂梁结构，所述第二悬臂梁结构夹持有第二压电薄膜，所述加速度传感器通过谐振感测惯性运动下所述第二悬臂梁结构的弹性形变数据形成谐振频率随力而变化的频率特性来测量加速度。

2.根据权利要求1所述的集成传感器芯片，其特征在于，所述第一悬臂梁结构包括：相对设置的第一电极和第二电极，以及夹持于所述第一电极与所述第二电极之间的所述第一压电薄膜，

所述第一电极的一侧通过图案化的焊盘固定在所述单晶硅基片的上表面，且所述第二电极处于所述第一电极同一侧的边缘通过图案化的焊盘固定在所述单晶硅基片的上表面。

3.根据权利要求2所述的集成传感器芯片，其特征在于，还包括：

第一复合膜层，所述第一复合膜层的内侧包裹所述密闭腔体的内部空腔，外侧紧密贴合所述单晶硅基片，且所述第一复合膜层在所述内部空腔靠近所述第一悬臂梁结构的上部延伸封闭成空腔。

4.根据权利要求3所述的集成传感器芯片，其特征在于，所述第二悬臂梁结构包括：相对设置的第三电极和第四电极，以及夹持于所述第三电极与所述第四电极之间的所述第二压电薄膜，

所述第三电极的一侧通过图案化的焊盘固定在所述单晶硅基片的上表面，且所述第四电极处于所述第三电极同一侧的边缘通过图案化的焊盘固定在所述单晶硅基片的上表面。

5.根据权利要求3所述的集成传感器芯片，其特征在于，还包括：

第二复合膜层，所述第二复合膜层内侧约束成所述运动空腔，外侧紧密贴合所述单晶硅基片。

6.根据权利要求4所述的集成传感器芯片，其特征在于，所述运动空腔嵌入在所述单晶硅基片内且侧壁延伸向上连通所述单晶硅基片外部，在所述第二悬臂梁结构周围未固定有焊盘的至少一侧具有运动间隙。

7.根据权利要求5所述的集成传感器芯片，其特征在于，所述第一复合膜层和/或所述第二复合膜层为双层膜结构，其第一层膜为氧化硅薄膜，第二层膜为氮化硅膜。

8.根据权利要求4所述的集成传感器芯片，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极为同种材料且具有相同的厚度，以及二者在所述第一压电薄膜上的投影面积均小于所述第一压电薄膜的投影面积。

9.根据权利要求8所述的集成传感器芯片，其特征在于，所述第三电极和所述第四电极为同种材料且具有相同的厚度，以及二者在所述第二压电薄膜上的投影面积均小于所述第二压电薄膜的投影面积。

10.根据权利要求9所述的集成传感器芯片，其特征在于，所述第一电极和所述第三电极为同种材料且具有相同的厚度，以及二者的投影面积相等，所述第二电极和所述第四电极为同种材料且具有相同的厚度，以及二者的投影面积相等。