[发明专利]一种具有高动态测量精度的硅谐振压力传感器

权利要求书

1.一种具有高动态测量精度的硅谐振压力传感器，其特征在于：包括具有离子掺杂的100晶向的硅晶圆，所述硅晶圆设有切边为110晶向的硅晶圆定位边；所述硅晶圆上布设有硅谐振压力芯片单元，所述硅谐振压力芯片单元的表面设有两个谐振梁，两个所述谐振梁通过锚点固定在所述硅晶圆上，两个所述谐振梁外围的两侧分别设置有一个驱动电极，位于两个谐振梁的中间布置检测电极；

所述硅晶圆为具有n型离子掺杂的100晶向的第一硅晶圆，所述第一硅晶圆中掺杂有P离子，P离子的掺杂浓度大于8e¹⁹/cm³；

所述硅谐振压力芯片单元的布置方向与100晶向的方向平行，所述硅谐振压力芯片单元的布置方向为沿所述硅晶圆定位边逆时针旋转45°；

所述谐振梁为具有100晶向的第一谐振梁，所述第一谐振梁的径向方向为沿所述硅晶圆定位边逆时针旋转45°；

所述谐振梁的灵敏度标度因子SF为：

其中，m_a为锚点等效质量，P为传递载荷的比例因子，E为硅材料的杨氏模量，h为谐振梁的厚度，w为谐振梁的宽度，m为谐振梁的等效质量；

根据灵敏度标度因子SF计算灵敏度标度因子温漂系数TCS：

其中，为硅材料的热膨胀系数，TCS₁和TCS₂分别为灵敏度标度因子温漂系数的一阶常数和二阶常数，SF₀为常温状态时的标度因子；T为外界实际环境温度，E₀为常温时硅材料的杨氏模量，T₀为常温环境温度。