[发明专利]一种热式-电容式宽量程MEMS风速风向传感器

权利要求书

1.一种热式-电容式宽量程MEMS风速风向传感器，其特征在于，其芯片包括热阻元件(1)、悬臂梁(2)、衬底(3)和电容器(4)；电容器(4)包括位于悬臂梁(2)底部的上极板(41)和位于衬底(3)的下极板(42)；热阻元件(1)、悬臂梁(2)和电容器(4)分别围绕芯片中心对称分布。

2.根据权利要求1所述的一种热式-电容式宽量程MEMS风速风向传感器，其特征在于，所述热阻元件(1)工作在自加热区，在芯片表面形成对称温度分布场的同时检测自身电阻。

3.根据权利要求1所述的一种热式-电容式宽量程MEMS风速风向传感器，其特征在于，所述热阻元件(1)分布于悬臂梁(2)的顶部。

4.根据权利要求1所述的一种热式-电容式宽量程MEMS风速风向传感器，其特征在于，所述悬臂梁(2)有一定程度的翘曲，各个悬臂梁(2)翘曲程度相同，各个电容器(4)具有相同的电容值。

5.权利要求1-4任一所述传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在第一硅片上溅射金属并剥离，形成电容器下极板(41)；

步骤2：在第二硅片正面淀积、光刻并刻蚀金属或多晶硅形成热阻元件(1)；

步骤3：在步骤2的基础上，将第二硅片翻转，在其背面刻蚀出正方形空腔结构；

步骤4：在步骤3的基础上，在空腔结构中溅射金属并剥离，形成电容器上极板(42)；

步骤5：在步骤4的基础上，在第二硅片上形成悬臂梁；

步骤6：在步骤5的基础上，将第一、第二硅片按电容器极板相对的方向进行热键合，形成完整的器件结构。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，形成悬臂梁的方法为：对第二硅片进行进一步刻蚀，释放悬臂梁结构，并保留一部分的本征应力，使得悬臂梁有一定程度的翘曲。