[发明专利]一种可用于高温环境下壁面剪应力测量的底层隔板微传感器及其制造方法

摘要

本发明公开了一种可用于高温环境下壁面剪应力测量的底层隔板微传感器及其制造方法，属于传感器技术领域。该微传感器主要包括凸出隔板2、悬臂梁3、梁根部4、U型环凹槽5、力敏电阻6、基体7、导线8和焊盘9；该底层隔板微传感器的制备材料为器件层厚度小于1微米的SOI硅片，微传感器的敏感电阻制备在绝缘层上，保持相互独立且仅通过耐高温金属薄膜连接，能够有效降低由于高温引起的敏感电阻及金属引线失效问题，实现类似于发动机进气道、燃烧室等的冷流高温环境下的壁面剪应力测量；且传感器量程不受制于SOI硅片器件层厚度；工艺简化、难度低；悬臂敏感梁正向和反向挠曲时传感器输出一致性强；结构鲁棒性强。

主权项

一种可用于高温环境下壁面剪应力测量的底层隔板微传感器，其特征在于：包括凸出隔板(2)、悬臂梁(3)、梁根部(4)、U型环凹槽(5)、力敏电阻(6)、基体(7)、导线(8)和焊盘(9)；所述凸出隔板(2)通过多个悬臂梁(3)及其梁根部(4)支撑于基体(7)上；凸出隔板(2)与来流方向垂直，且凸出隔板(2)部分凸出于待测流场壁面；基体(7)、凸出隔板(2)、悬臂梁(3)、梁根部(4)的材料均为SOI硅片基底层硅；且基体(7)的硅材料表面沉积有二氧化硅层和氮化硅层；还有一个U型环(1)置于基体(7)上方，且在凸出隔板(2)和悬臂梁(3)外围形成保护环；U型环(1)与基体(7)之间形成所述U型环凹槽(5；)所述U型环(1)前端面与凸出隔板(2)前端面在同一平面；所述力敏电阻(6)通过绝缘材料置于悬臂梁(3)最下端的梁根部(4)表面；布有力敏电阻(6)的梁根部(4)表面依次沉积有二氧化硅层和氮化硅层；力敏电阻(6)两端的电信号通过穿透二氧化硅层和氮化硅层的导线(8)引出至基体(7)表面的氮化硅层上。