玻璃盖板进行阳极键合真空封装。
[0076]该步骤D包括:
[0077]子步骤Dl:在上述释放过的SOI基底层上溅射一层Cr/Au金属。通过引线孔，Cr/Au金属薄膜可以连通器件层上的谐振器的各个电极，使其形成等电位，可避免阳极过程中各电极电位偏差，造成静电吸合；
[0078]子步骤D2:利用阳极键合将上述玻璃盖板与上述SOI真空键合，将谐振器密封在真空腔室内。
[0079]子步骤D3:在过孔内采用电化学阳极腐蚀的办法制作金焊盘。
[0080]具体步骤如下:将上述键合片接阳极，铂金电极接阴极，并将键合片和铂金电极放入NaCL溶液中进行阳极腐蚀，最终表面的Cr/Au薄膜被去除，过孔内的Cr/Au焊盘得以保留，具体工艺细节及控制方法可参见申请人专利(CN201410617616.3，SOI片过孔内金属焊盘的制作方法)。
[0081]至此，完成如图1所示谐振式压力传感器的制作。
[0082]至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明谐振式压力传感器及其制备方法有了清楚的认识。
[0083]需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如:
[0084](I)双端固支悬空梁可以采用图1所示的形式外，还可以采用H型梁、环形梁、平板梁、梳齿梁等形式的谐振梁；
[0085](2)谐振器的驱动方式也可以用电磁激励、热电激励等来代替；
[0086](3)玻璃空腔内的吸气剂可以采用钛基吸气剂或其他商用吸气剂；
[0087](4)刻蚀压力膜可用减薄(CMP)工艺来代替；引线孔也可采用湿法腐蚀工艺制作，其中采用的氧化物介质层种类包括且不限于A1203、ZnO, MgO, 5102等；阳极键合过程中所用来连接器件层的金属Cr/Au亦可用其他金属代替，比如Al、Cr、Cu、Ni等；
[0088](5)本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值；
[0089](6)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。
[0090]综上所述，本发明针对谐振压力传感器在阳极键合真空封装和补偿过程中存在的问题，提出一种新的谐振式压力传感器，其能够实现压力和温度双参数的测量，同时能够有效地降低工艺制作的复杂度并避免静电吸合引起的芯片失效，具有较好的推广应用价值。
[0091]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种谐振式压力传感器，其特征在于，包括:传感器本体(100)，在该传感器本体的底部形成压力敏感膜(160); 在该压力敏感膜(160)上形成有两谐振器-第一谐振器(140)和第二谐振器(150)，其中，第一谐振器(140)位于压力敏感膜的中央位置，第二敏感膜(150)位于压力敏感膜的边缘位置，两个谐振器对作用于压力敏感膜上的压力P有着相反但大小相等的灵敏度关系。2.根据权利要求1所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述传感器本体(100)由SOI片经MEMS工艺制备而成； 其中，该SOI片自下而上包括:基底层(110)、绝缘层(120)和器件层(130)，所述两谐振器具有相同的结构和尺寸。3.根据权利要求2所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述压力敏感膜由所述SOI片的基底层形成。4.根据权利要求2所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述第二谐振器(150)包括: 第一锚点(151)和第二锚点(152)，均形成于压力敏感膜上； 双端固支悬空梁(153)，由SOI片上位于第一锚点和第二锚点之间的器件层形成，沿传感器本体的径向设置，其下方的绝缘层被刻蚀掉，形成悬空结构； 驱动电极(154)，形成于所述双端固支悬空梁(153)的一侧；以及 检测电极(155)，形成于所述双端固支悬空梁(153)的另一侧。5.根据权利要求4所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述双端固支悬空梁(153)为以下谐振梁性质中的一种:H型梁、环形梁、平板梁、梳齿梁。6.根据权利要求4所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述驱动电极(154)采用电激励方式； 通过第一锚点(151)向双端固支悬空梁施加直流偏置电压(VdJ，向驱动电极(154)施加交流驱动电压(VJ，由检测电极(155)检测双端固支悬空梁(153)的振动频率。7.根据权利要求4所述的谐振式压力传感器，其特征在于，在压力敏感膜外围的SOI片的器件层，形成有六个接线端子(181-186)和真空密封框； 每个谐振器的第一锚点、驱动电极和检测电极分别通过器件层电气连接至相应的接线端子上。8.根据权利要求7所述的谐振式压力传感器，其特征在于，六个接线端子中心位置所对应的基底层和绝缘层被刻穿，形成引线孔，在该引线孔内形成有金属薄膜焊盘，并通过在该金属薄膜焊盘上压焊引线将相应接线端子的电信号引出。9.根据权利要求1所述的谐振式压力传感器，其特征在于，还包括: 盖板(200)，通过阳极键合真空封装方式密封盖合于所述传感器本体(100)的上部，其在压力敏感膜对应的位置形成有空腔(210)。10.根据权利要求9所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述空腔的底部沉积有吸气剂(220); 所述盖板(200)为玻璃盖板；该玻璃盖板(200)与传感器本体(100)的外侧边缘通过阳极键合真空封装方式密封扣合。11.根据权利要求1至10中任一项所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述第一谐振器(140)和第二谐振器(150)的固有频率均为f。； 由于所处位置不同，所述第一谐振器(140)和第二谐振器(150)对作用于压力敏感膜上的压力P有着相反的频率响应:当压力P作用于压力敏感膜上，位于压力敏感膜中央位置的第一谐振器(140)感受张应力，其谐振频率升高为f1;位于压力敏感膜边缘位置的第二谐振器(150)感受压应力，其谐振频率降低为f2; 所述谐振式压力传感器还包括:数据处理单元，用于利用第一谐振器(140)的谐振频率匕和第二谐振器(150)的谐振频率f2的差频信息计算得到压力P的信息。12.根据权利要求11所述的谐振式压力传感器，其特征在于，所述数据处理单元还用于利用第一谐振器(140)的谐振频率&和第二谐振器(150)的谐振频率f2的和频信息计算得到传感器的温度信息。
【专利摘要】本发明提供了一种谐振式压力传感器。该包括：传感器本体，在该传感器本体的底部形成压力敏感膜；在该压力敏感膜上形成有两谐振器-第一谐振器和第二谐振器，其中，该两谐振器具有相同的固有频率，且两者对作用于压力敏感膜上的压力P的灵敏度大小相等，第一谐振器位于压力敏感膜的中央位置，第二敏感膜位于压力敏感膜的边缘位置。本发明谐振式压力传感器采用双谐振器，利用差频输出表征传感器压力特性，降低了温度因素的影响，改善传感器的压力灵敏度和线性度；利用和频输出表征传感器温度特性，用于传感器温度补偿，扩展传感器的使用温度范围。
【IPC分类】G01L1/10
【公开号】CN105203234
【申请号】CN201510599539
【发明人】王军波, 谢波, 陈德勇, 王艳双
【申请人】中国科学院电子学研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月18日