嵌入式单晶硅腔体的六边形硅膜压阻式压力传感器及方法

摘要

本发明涉及一种嵌入式单晶硅腔体的六边形硅膜片压阻式压力传感器及方法。其特征是所述微机械压力传感器由(111)单晶硅片单片单面体硅微机械加工而成，采用单晶硅薄膜作为压力传感器的感压膜片，膜片设计成规则六边形且相邻两边夹角均为120°，压力腔体位于膜片正下方且直接嵌入硅片内部，腔体加工分别采用长条和栅格两种结构方式通过横向刻蚀掏空以及缝合而成。根据膜片区域应力分布，利用压阻的纵向效应和横向效应分别设计两种不同类型的压阻排布方式。采用单一硅片单面的体硅微机械加工技术，实现了该传感器的结构加工，并发明了压阻元件集成的方法，可以制作量程从1kPa-50MPa灵敏度高、量程大、尺寸小等特点的压力传感器，具有广阔的应用前景。

主权项

一种基于嵌入式单晶硅腔体的六边形硅膜片压阻式压力传感器，其特征在于所述的压力传感器由(111)单晶硅片单片单面体硅微机械加工而成，所述的压力传感器的感压微机械膜片设计成规则六边形且相邻两边的夹角均为120°，在所述的压力传感器的感压微机械膜片正下方的参考压力腔体直接嵌入到单晶硅片内部；压力传感器腔体是分别采用长条式沟槽侧壁刻蚀或栅格式沟槽侧壁刻蚀两种不同的掏空腔体方式加工而成的；侧壁掏空后的腔体密封的同时完成感压微机械压力膜片的缝合；压阻排布是将四个敏感电阻条分别布置在规则六边形的上下位置和左右位置；或将四个敏感电阻沿规则六边形竖直平行对立的两条边所构成的长方形的长边方向并排布置，四个等值的电阻条组成惠斯顿全桥检测电路。