详情

原文传递一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片

专利名称：	一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片
摘要：	本发明涉及一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片，包括：T形浮动元件(1)、弹性梁(2)、可动梳齿(3)、固定梳齿(4)和基底(5)。本发明的一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片，极大简化了微传感器结构的力学模型，提高了设计效率。同时，所述的T形浮动元件覆盖在弹性梁和梳齿结构的上方，减小了梳齿结构被阻塞或黏附的概率，提高了微传感器在实际测量中的可靠性与持续、可重复测量能力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西北工业大学
发明人：	苑伟政;丁光辉;马炳和;邓进军;罗剑;杜希奇;刘康;刘国政
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201711416100.2
公开号：	CN109959581A
代理机构：	中国航空专利中心
代理人：	高霖
分类号：	G01N13/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N13
申请人地址：	710072 陕西省西安市友谊西路127号
主权项：	1.一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片，包括：T形浮动元件(1)、弹性梁(2)、可动梳齿(3)、固定梳齿(4)和基底(5)；其中，T形浮动元件(1)覆盖在弹性梁(2)、可动梳齿(3)和固定梳齿(4)的上方，T形浮动元件(1)四周环绕有四块基底(5)，所述的弹性梁(2)有四根，位于T形浮动元件(1)前后两端部，每根的弹性梁(2)的两端分别固连于T形浮动元件(1)的前后端和前、后基底(5)上，弹性梁(2)为T形浮动元件(1)和可动梳齿(3)提供弹性支撑，使它们在剪应力的作用下产生位移，多根所述的可动梳齿(3)固连于T形浮动元件(1)下部的左右侧面，多根固定梳齿(4)固连于基底(5)上，与可动梳齿(3)相对且错位排列，可动梳齿(3)和固定梳齿(4)组成梳齿电容器，用于检测T形浮动元件(1)的微小位移变化。 2.如权利要求书1所述的一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片，其特征在于：所述的T形浮动元件(1)具有上表面(6)和下部中轴(7)，T形浮动元件(1)的上表面(6)同时覆盖在弹性梁(2)、可动梳齿(3)和固定梳齿(4)的上方，每根的弹性梁(2)的两端分别固连于T形浮动元件(1)的下部中轴(7)前后端和前、后基底(5)上，多根所述的可动梳齿(3)固连于T形浮动元件(1)的下部中轴(7)左右侧面。 3.如权利要求书2所述的一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片，其特征在于：检测时T形浮动元件(1)的上表面(6)平齐于微传感器所测流体壁面表面。 4.如权利要求书1所述的一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片，其特征在于：T形浮动元件(1)、弹性梁(2)、可动梳齿(3)和固定梳齿(4)采用SOI硅片作为制造材料，基底(5)采用Borofloat33玻璃晶片作为制造材料。 5.如权利要求书1所述的一种T形浮动元件电容式剪应力微传感器芯片，其特征在于：微传感器芯片的加工步骤如下： 1)在Borofloat33玻璃晶片上加工凹腔和通孔 1.1)去离子水清洗Borofloat33玻璃晶片，光刻并图形化凹腔结构； 1.2)采用湿法腐蚀工艺，在Borofloat33玻璃晶片上加工凹腔结构，去掩膜； 1.3)采用喷砂工艺，在Borofloat33玻璃晶片上加工通孔。 2)在SOI硅片上加工微传感器芯片结构 2.1)去离子水清洗SOI硅片，在基底层光刻并图形化微微传感器芯片； 2.2)采用ICP刻蚀工艺，加工微传感器芯片至氧化层，去掩膜； 2.3)采用湿法腐蚀工艺，腐蚀氧化层，释放微传感器部分结构； 3)将SOI硅片与Borofloat33玻璃晶片对准键合 3.1)采用对准键合机，将SOI硅片上的微传感器结构与Borofloat33玻璃晶片的凹腔进行对准； 3.2)采用阳极键合工艺，SOI硅片与Borofloat33玻璃晶片键合在一起。 4)Borofloat33玻璃晶片的通孔，在SOI硅片基底层上溅射电极。 4.1)制作电极掩膜，与Borofloat33玻璃晶片的通孔对齐； 4.2)采用溅射工艺，在SOI基底层上溅射电极，去掩膜； 5)释放微传感器结构，完成制造工艺 5.1)清洗键合后的晶片，在SOI硅片器件层光刻并图形化浮动元件结构； 5.2)采用ICP刻蚀工艺，加工微传感器浮动元件，完成结构释放，去掩膜； 5.3)划片，完成微传感器芯片制造。
所属类别：	发明专利