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一種用于強(qiáng)磁場測量的梳齒狀微傳感器及制備方法與流程

文檔序號:12033579閱讀:483來源:國知局
一種用于強(qiáng)磁場測量的梳齒狀微傳感器及制備方法與流程

本發(fā)明屬于微傳感器技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于豎直方向強(qiáng)磁場測量的梳齒狀微傳感器(mems)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其制備工藝。



背景技術(shù):

隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和世界人口的增加,人類對能源的需求也越來越大,聚變能源的開發(fā)和利用是最有希望從根本上解決人類能源問題的方法,其中基于托卡馬克裝置的磁約束聚變研究是目前最有可能實(shí)現(xiàn)聚變能應(yīng)用的途徑之一,托卡馬克裝置實(shí)際上就是一個復(fù)雜的高溫強(qiáng)輻射電磁系統(tǒng),它利用多種磁體線圈產(chǎn)生的磁場編織成一個“磁籠”,利用帶電粒子在磁場中做拉莫運(yùn)動的性質(zhì),將高溫等離子體約束在“磁籠”中,并附加各類輔助加熱手段,使等離子體加熱到一定溫度,發(fā)生聚變反應(yīng)。在托卡馬克之中,磁場的來源主要有約束磁場和等離子電流形成的感生磁場,而感生磁場會隨著電流的變化而變化,對其內(nèi)部等離子體產(chǎn)生的感生磁場大小、位置、形狀的精確測量和控制是個極大的挑戰(zhàn)。

磁場傳感器是可以將各種磁場及其變化的量轉(zhuǎn)變成電信號輸出的裝置。自然界和人類社會生活的許多地方都存在磁場或與磁場相關(guān)的信息。利用人工設(shè)置的永久磁體產(chǎn)生的磁場,可作為許多種信息的載體。因此,探測、采集、存儲、轉(zhuǎn)換、復(fù)現(xiàn)和監(jiān)控各種磁場和磁場中承載的各種信息的任務(wù),自然就落在磁場傳感器身上。在當(dāng)今的信息社會中,磁場傳感器已成為信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)原件。目前,人們已研制出利用各種物理、化學(xué)和生物效應(yīng)的磁傳感器,并已在科研、生產(chǎn)和社會生活的各個方面得到廣泛應(yīng)用,承擔(dān)起探究種種信息的任務(wù)。

目前國內(nèi)外用于特斯拉量級的穩(wěn)定強(qiáng)磁場測量的傳感器極少。

曾惠等人針對腫瘤熱療發(fā)生裝置中產(chǎn)生的中頻強(qiáng)磁場設(shè)計了一種三維傳感器。這種傳感器可測量空間三坐標(biāo)磁場分量,合成磁場矢量。但這里所述的強(qiáng)磁場也只能達(dá)到300高斯,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足托卡馬克內(nèi)部強(qiáng)磁要求。

elinakuisma等人研究設(shè)計了一種傳感器,其靈敏度、分辨率都較高,且測量磁場能達(dá)到10特斯拉。但其溫度依賴性較大,耐輻射性較差,輻射后會導(dǎo)致該傳感器的品質(zhì)因數(shù)降低,不適合托克馬克內(nèi)部高溫、強(qiáng)輻射的環(huán)境。

本發(fā)明主要就是針對托卡馬克復(fù)雜的內(nèi)部環(huán)境設(shè)計的。既能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)磁場的測量,也能克服托卡馬克內(nèi)部惡劣的環(huán)境干擾。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為了實(shí)現(xiàn)托卡馬克的強(qiáng)磁場下的豎直磁場的測量,本發(fā)明提供一種用于強(qiáng)磁場測量的梳齒狀微傳感器結(jié)構(gòu)。

一種用于強(qiáng)磁場測量的梳齒狀微傳感器包括依次連接的基底、傳感器本體和封蓋;

所述基底為500um厚的單面拋光晶片1,在拋光了的一側(cè)上設(shè)有1um深的腔體,在設(shè)有腔體的拋光了的整個表面設(shè)有第一氧化硅層2;

所述傳感器本體包括soi晶片,所述soi晶片分為主體、一對測量電極體和一對驅(qū)動電極體,一對測量電極體位于主體的x方向的兩側(cè),一對驅(qū)動電極體位于主體的y方向的兩側(cè);一對測量電極體和主體之間為齒狀交錯結(jié)構(gòu)配合結(jié)構(gòu),一對驅(qū)動電極體和主體之間為齒狀交錯配合結(jié)構(gòu);

所述soi晶片為復(fù)合材料片,由380um厚的硅層16、1um厚的氧化硅層4和20um厚的硅材料層3組成;在主體上去除了380um厚的硅層16的祼露出來的1um厚的氧化硅層4上的兩邊分別設(shè)有一根電容引線11,兩邊的電容引線11呈對稱狀態(tài),每根電容引線11的兩側(cè)對稱設(shè)有兩根以上的金屬線12;所述電容引線11的長度方向和金屬線12的長度方向?yàn)閭鞲衅鞅倔w的y方向;

在主體上去除了380um厚的硅層16和1um厚的氧化硅層4的祼露出來的20um厚的硅材料層3上設(shè)有一對電容接觸電極7、兩對電容引線電極8、兩對金屬線電極9;一對電容接觸電極7對稱位于主體的兩側(cè),每只電容接觸電極7的兩端分別連接著電容引線11的中部;一對電容引線電極8分別連接著對應(yīng)一側(cè)的電容引線11的兩端,另一對電容引線電極8分別連接著對應(yīng)另一側(cè)的電容引線11的兩端,且分別位于主體的兩端;一對金屬線電極9分別連接著對應(yīng)一側(cè)的兩根以上的金屬線12的兩端,另一對金屬線電極9分別連接著對應(yīng)另一側(cè)的兩根以上的金屬線12的兩端,且分別位于主體的兩端;

在一對測量電極體的去除了380um厚的硅層16和1um厚的氧化硅層4的祼露出來的20um厚的硅材料層3上設(shè)有一對測量電極5;

在一對驅(qū)動電極體的去除了380um厚的硅層16和1um厚的氧化硅層4的裸露出來的20um厚的硅材料層3上設(shè)有一對驅(qū)動電極6;

所述封蓋呈盒蓋狀,內(nèi)表面設(shè)有納米吸氣劑層15;

所述基底、傳感器本體和封蓋通過鍵合形成內(nèi)部真空的梳齒狀微傳感器。

制備一種用于強(qiáng)磁場測量的梳齒狀微傳感器的步驟如下:

(1).在500um厚的單面拋光晶片1的拋光一側(cè)上用深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)刻蝕1um深的腔體,在設(shè)有腔體的拋光了的整個表面采用剝離技術(shù)生長第一氧化硅層2;

(2).在溫度200℃下,將soi晶片的20um厚的硅材料層3和所述單面拋光晶片1的第一氧化硅層2一側(cè)直接鍵合;

(3).用深反應(yīng)離子刻蝕去除soi晶片上的380um硅層16,并對裸露出來的1um氧化硅層4進(jìn)行刻蝕去除的圖形化處理,圖形化了的部分暴露出20um厚的硅材料層3,未圖形化的1um厚的氧化硅層4部分呈凸起狀態(tài);

(4).在soi晶片上暴露出的20um厚的硅材料層3上采用剝離技術(shù)生長一對測量電極5、一對驅(qū)動電極6、一對電容接觸電極7、兩對電容引線電極8、兩對金屬線電極9;

(5).在所述金屬線電極9中部設(shè)有隔離氧化層10,且隔離氧化層10的兩側(cè)分別連接著1um厚的氧化硅層4;

(6).在未圖形化的1um厚的氧化硅層4上同樣采用剝離技術(shù)生長電容引線11和金屬線12;隔離氧化層10作為電容引線11與金屬線電極9之間的隔離層,使電容引線11連接到電容引線電極8,避免因兩通電體靠太近形成額外的耦合電容、放電、電流互通等對結(jié)構(gòu)的信號干擾;

(7).用深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)刻蝕去除圖形化1um厚的氧化硅層4上裸露出來的20um厚的硅材料層3,形成主體和一對測量電極體之間的齒狀交錯配合結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)主體相對于一對測量電極5在x方向的移動;形成主體和一對驅(qū)動電極體之間的齒狀交錯配合結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)主體相對于一對驅(qū)動電極6在x方向的移動;并去除電容引線11與其兩側(cè)相鄰的金屬線電極9之間的20um厚的硅材料層3,使電容引線11兩側(cè)和金屬線12之間為刻蝕后的懸空狀態(tài),分別形成空腔,得到傳感器本體;

(8).在另一硅片13上用深反應(yīng)離子刻蝕腔體,呈盒蓋狀,在腔體邊緣凸起的表面采用剝離技術(shù)生長第二氧化硅層14,在腔體的內(nèi)表面沉積一層納米吸氣劑層15;得到封蓋;

(9).在溫度200℃下,將封蓋和傳感器本體直接鍵合,形成完整的內(nèi)部真空的梳齒狀微傳感器。

進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下:

步驟(4)中,在soi晶片上暴露出的20um厚的硅材料層3上采用剝離技術(shù)生長出一對測量電極5、一對驅(qū)動電極6、一對電容接觸電極7、兩對電容引線電極8、兩對金屬線電極9。

步驟(8)中,在硅片13的腔體邊緣凸起的表面采用剝離技術(shù)生長出第二氧化硅層14。

其中,剝離技術(shù)是首先在襯底上涂光刻膠,并光刻出所需結(jié)果的圖形結(jié)構(gòu),然后在光刻后的整個凹凸表面上生長金屬材料,使得在有光刻膠的地方,金屬薄膜形成在光刻膠上,而沒有光刻膠的地方,金屬薄膜直接形成在襯底上。當(dāng)使用溶劑去除襯底上的光刻膠時,不需要的金屬就隨著光刻膠的溶解而脫落在溶劑中,只有襯底上的金屬部分保留下來形成所需圖形。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:

1.本發(fā)明的功能優(yōu)點(diǎn):

為了能在托卡馬克中正常工作并檢測其內(nèi)部磁場大小,該梳齒狀傳感器首先要能承受內(nèi)部強(qiáng)磁場強(qiáng)輻射高低溫的惡劣環(huán)境。再者,由于托卡馬克內(nèi)部存在因等離子體加速運(yùn)動產(chǎn)生的磁場、2-3t的環(huán)向穩(wěn)定場、0-幾千高斯的極向場三者復(fù)合作用且變化不確定的綜合強(qiáng)磁場。由于該強(qiáng)磁場的方向大小的不確定,對于任意一個點(diǎn)處的z方向的磁場分量都有可能達(dá)到特斯拉量級,甚至達(dá)到2-3t。要檢測出該磁場值,梳齒狀傳感器對磁場的測量范圍需在特斯拉量級,且除了磁場大小,方向也是需要求解的。對于該梳齒狀傳感器,當(dāng)有垂直于傳感器平面的z向磁場分量作用時,傳感器就會移動產(chǎn)生輸出量,即通過電路檢出反推出來的磁場大小,也就是該所測總磁場的z分量的值。

2.本發(fā)明的微傳感器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):

托卡馬克內(nèi)等離子體加熱電離的電流可達(dá)1ma,在等離子體高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時,會產(chǎn)生大量的熱量,為防止該梳齒狀傳感器被置于托卡馬克內(nèi)部測量磁場時,結(jié)構(gòu)中某些材料受熱揮發(fā)影響真空室內(nèi)空氣的純潔度真空度,或是揮發(fā)的物質(zhì)與等離子碰撞產(chǎn)生雜質(zhì)或影響等離子體電離,該梳齒狀傳感器所用的所有材料都必須不具有揮發(fā)性,以防止托卡馬克內(nèi)部污染。

傳感器制備最后一步是將基底、主體、封蓋通過鍵合形成封閉環(huán)境,通過納米吸氣劑使內(nèi)部達(dá)到真空,這樣器件本體結(jié)構(gòu)封裝在真空的內(nèi)部環(huán)境并工作,可提高磁場測量結(jié)果的準(zhǔn)確率。

通過軟件的仿真計算,在磁場僅變化10高斯時,傳感器受力變化也能引起微弱可檢測的電容輸出變化量,即通過這微弱可檢測的電容輸出變化量就能反推出10高斯的磁場微小變化,說明傳感器具有較高的分辨率。

3.本發(fā)明工藝的優(yōu)點(diǎn):

該梳齒狀傳感器的制備工藝與已經(jīng)相當(dāng)成熟的mems制備工藝兼容,故傳感器流片制備起來會相對來說非常方便。而且該工藝的重復(fù)性較好,通過定制掩膜版,再在所需的不同掩膜版的輔助作用下進(jìn)行光刻、沉積等工藝步驟,可節(jié)省大量的時間,且能批量生產(chǎn),減少了單個傳感器的成本。而且該梳齒狀傳感器的器件尺寸小,通過在pcb板上與不同功能的集成電路配合連接,可制備較多輕巧便攜功能性強(qiáng)的物件。

附圖說明

圖1是測量z方向強(qiáng)磁場的梳齒狀微傳感器結(jié)構(gòu)的三維示意圖。

圖2是圖1中件11與圖1中件8連線時件10所處位置及結(jié)構(gòu)的三維示意圖。

圖3是圖1中件7與圖1中件11接口處氧化層的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是該結(jié)構(gòu)a向剖面的工藝步驟(1)示意圖。

圖5是該結(jié)構(gòu)a向剖面的工藝步驟(2)示意圖。

圖6是該結(jié)構(gòu)a向剖面的工藝步驟(3)示意圖。

圖7是該結(jié)構(gòu)a向剖面的工藝步驟(4)、步驟(5)示意圖。

圖8是該結(jié)構(gòu)a向剖面的工藝步驟(6)、步驟(7)示意圖。

圖9是該結(jié)構(gòu)a向剖面的工藝步驟(8)示意圖。

圖10是該結(jié)構(gòu)a向剖面的工藝步驟(9)示意圖。

上圖中序號:1.單面拋光晶片,2.第一氧化硅層,3.硅材料層,4.氧化硅層,5.測量電極,6.驅(qū)動電極,7.電容接觸電極,8.電容引線電極,9.金屬線電極,10.隔離氧化層,11.電容引線,12.金屬線,13.硅片,14.第二氧化硅層,15.納米吸氣劑,16.硅層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖,通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

一種用于強(qiáng)磁場測量的梳齒狀微傳感器包括依次連接的基底、傳感器本體和封蓋。

所述基底為500um厚的單面拋光晶片1,其中拋光了的一側(cè)上采用深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)刻蝕1um深的腔體,在設(shè)有腔體的拋光了的整個表面采用剝離技術(shù)生長第一氧化硅層2。

參見圖1,傳感器本體包括soi晶片,所述soi晶片分為主體、一對測量電極體和一對驅(qū)動電極體,一對測量電極體位于主體的x方向的兩側(cè),一對驅(qū)動電極體位于主體的y方向的兩側(cè);一對測量電極體和主體之間為齒狀交錯配合結(jié)構(gòu),一對驅(qū)動電極體和主體之間為齒狀交錯配合結(jié)構(gòu)。

所述soi晶片為復(fù)合材料片,由380um厚的硅層16、1um厚的氧化硅層4和20um厚的硅材料層3組成;在主體上去除了380um厚的硅層16的祼露出來的1um厚的氧化硅層4上的兩邊分別設(shè)有一根電容引線11,兩邊的電容引線11呈對稱狀態(tài),每根電容引線11的兩側(cè)對稱設(shè)有兩根以上的金屬線12;所述電容引線11的長度方向和金屬線12的長度方向?yàn)閭鞲衅鞅倔w的y方向。

參見圖2和圖3,在主體上去除了380um厚的硅層16和1um厚的氧化硅層4的祼露出來的20um厚的硅材料層3上設(shè)有一對電容接觸電極7、兩對電容引線電極8、兩對金屬線電極9;一對電容接觸電極7對稱位于主體的兩側(cè),每只電容接觸電極7的兩端分別連接著電容引線11的中部;一對電容引線電極8分別連接著對應(yīng)一側(cè)的電容引線11的兩端,另一對電容引線電極8分別連接著對應(yīng)另一側(cè)的電容引線11的兩端,且分別位于主體的兩端;一對金屬線電極9分別連接著對應(yīng)一側(cè)的兩根以上的金屬線12的兩端,另一對金屬線電極9分別連接著對應(yīng)另一側(cè)的兩根以上的金屬線12的兩端,且分別位于主體的兩端。

在一對測量電極體的去除了380um厚的硅層16和1um厚的氧化硅層4的祼露出來的20um厚的硅材料層3上生長形成一對測量電極5;一對測量電極5相對與主體在x方向?yàn)辇X狀交錯配合結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)主體由于金屬線在磁場下通電產(chǎn)生的洛倫茲力作用下發(fā)生x方向的移動,改變主體兩側(cè)的梳齒結(jié)構(gòu)與一對測量電極5上的梳齒結(jié)構(gòu)間側(cè)面重疊面積。

在一對驅(qū)動電極體的去除了380um厚的硅層16和1um厚的氧化硅層4的裸露出來的20um厚的硅材料層3上生長形成一對驅(qū)動電極6;一對驅(qū)動電極6在相對于主體的y方向與主體之間形成齒狀交錯配合結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)主體由于驅(qū)動電極6上的梳齒結(jié)構(gòu)和主體上的梳齒結(jié)構(gòu)通入的異性電荷產(chǎn)生靜電力發(fā)生x方向的微移動,改變驅(qū)動電極6上的梳齒結(jié)構(gòu)和主體上的梳齒結(jié)構(gòu)之間的間距。

封蓋呈盒蓋狀,內(nèi)表面設(shè)有納米吸氣劑層15。

基底、傳感器本體和封蓋通過鍵合形成內(nèi)部真空的梳齒狀微傳感器,封蓋內(nèi)表面的納米吸氣劑層15能將內(nèi)部空腔中的活性氣體吸收掉,以形成真空的內(nèi)部環(huán)境。

本發(fā)明的工作原理說明如下:

給一對驅(qū)動電極6輸入相同大小的信號v0,使得與驅(qū)動電極體相連的梳齒狀結(jié)構(gòu)帶有v0的信號。給一對測量電極5輸入相同大小的信號v1,使得與測量電極體相連的梳齒狀結(jié)構(gòu)帶有v1的信號。給兩對電容引線電極8輸入相同大小的信號v2,通過電容引線電極8、電容引線11、電容接觸電極7,使得主體上的梳齒狀結(jié)構(gòu)帶有v2的信號,故主體上靠近驅(qū)動電極一側(cè)的梳齒狀結(jié)構(gòu)與驅(qū)動電極體相連的梳齒狀結(jié)構(gòu)間兩兩對應(yīng)形成靜電力,使得主體上的梳齒結(jié)構(gòu)與驅(qū)動電極體上的梳齒結(jié)構(gòu)之間有間距縮短或增大的趨勢。主體上靠近測量電極一側(cè)的梳齒狀結(jié)構(gòu)與測量電極體相連的梳齒狀結(jié)構(gòu)間兩兩對應(yīng)形成以真空為介質(zhì)的平板電容初值。選定任意一個驅(qū)動電極體x方向兩側(cè)的一對金屬線電極9為正極,另一對金屬線電極9為負(fù)極,給這對金屬線電極9輸入交變信號i3,使這一對金屬線電極9間形成相同的電勢差,使得兩端分別連接著正極金屬線電極9和負(fù)極金屬線電極9的每根金屬線12上都形成從正極金屬線電極9流向負(fù)極金屬線電極9的交變電流;即所有金屬線12都通入大小相等方向相等的交變電流。

當(dāng)出現(xiàn)z方向磁場時,主體上的金屬線12按照洛倫茲力的左手定則判定方法來判定主體所受洛倫茲力的方向。其中,判定方法為:磁場從左手手心穿過,四指指向表示金屬線12上交變電流的方向,大拇指指向則表示主體所受洛倫茲力的方向。洛倫茲力大小可表示為f=ibl,其中,l表示每根金屬線12在y方向的長度,器件制備完成后,每一根金屬線在y方向的長度就為定值,b為所要測量的磁場值,i為金屬線12上從正極金屬線電極9流向負(fù)極金屬線電極9的交變電流,由于i值隨某一頻率交替變化,故洛倫茲力大小也隨這一頻率交替變化,即每根金屬線12都受大小相等方向相同的隨某一頻率交替變化的洛倫茲力作用。

故主體在靜電力和洛倫茲力的復(fù)合作用下隨某一頻率在x方向上交替移動。當(dāng)主體在x方向上產(chǎn)生位移時,其中一個測量電極5上的梳齒狀結(jié)構(gòu)與主體上靠近這一側(cè)測量電極的梳齒狀結(jié)構(gòu)之間的側(cè)向重疊面積增大,故該兩兩相對的梳齒狀結(jié)構(gòu)形成的平板電容值根據(jù)式c=εs/4πkd增大。其中,ε表示相對介電常數(shù),真空的相對介電常數(shù)為1,k表示靜電常數(shù),值為8.988×109n?m2/c2。相應(yīng)的靠近另一個測量電極5的主體上的梳齒狀結(jié)構(gòu)與該測量電極上的梳齒狀結(jié)構(gòu)之間的交疊面積減少,故兩兩相對的梳齒狀結(jié)構(gòu)形成的平板電容值根據(jù)公式也將減小。靠近其中一個驅(qū)動電極6的主體上的梳齒狀結(jié)構(gòu)與該驅(qū)動電極6上的梳齒狀結(jié)構(gòu)之間的距離增大,故兩兩相對的梳齒狀結(jié)構(gòu)形成的平板電容值根據(jù)公式減小。相應(yīng)的靠近另一個驅(qū)動電極6的主體上的梳齒狀結(jié)構(gòu)與該驅(qū)動電極6上的梳齒狀結(jié)構(gòu)之間的距離也增大,故兩兩相對的梳齒狀結(jié)構(gòu)形成的平板電容值根據(jù)公式減小。

通過理論建立起主體上的梳齒狀結(jié)構(gòu)在x方向的位移距離?x與洛倫茲力f之間的關(guān)系,再根據(jù)位移距離?x與平板電容值c之間關(guān)系和洛倫茲力f與磁場b關(guān)系,從而建立起平行板電容差值?c與磁場b之間的關(guān)系,故只需要借助外部設(shè)備測量測量電極體上梳齒結(jié)構(gòu)上電容變化量就可計算出所處環(huán)境的磁場值大小。

實(shí)施例2

制備一種用于強(qiáng)磁場測量的梳齒狀微傳感器的步驟如下:

(1).參見圖4,在500um厚的單面拋光晶片1的拋光了的一側(cè)上用深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)刻蝕1um深的腔體,在設(shè)有腔體的拋光了的整個表面采用剝離技術(shù)生長第一氧化硅層2。

(2).參見圖5,在溫度200℃下,將soi晶片的20um厚的硅材料層3和所述單面拋光晶片1的第一氧化硅層2直接鍵合。

(3).參見圖6,用深反應(yīng)離子刻蝕去除soi晶片上的380um硅層16,并對裸露出來的1um氧化硅層4進(jìn)行刻蝕去除的圖形化處理,圖形化了的部分暴露出20um厚的硅材料層3,未圖形化的1um厚的氧化硅層4部分呈凸起狀態(tài)。

(4).參見圖7,在soi晶片上暴露出的20um厚的硅材料層3上采用剝離技術(shù)生長一對測量電極5、一對驅(qū)動電極6、一對電容接觸電極7、兩對電容引線電極8、兩對金屬線電極9。

(5).參見圖7和圖2,在所述金屬線電極9中部采用剝離技術(shù)生長隔離氧化層10,且隔離氧化層10的兩端分別連接著1um厚的氧化硅層4。

(6).參見圖8,在未圖形化的1um厚的氧化硅層4上采用剝離技術(shù)生長形成電容引線11和金屬線12;隔離氧化層10作為電容引線11與金屬線電極9之間的隔離層,使電容引線11連接到電容引線電極8,避免因兩通電體靠太近形成額外的耦合電容、放電、電流互通等對結(jié)構(gòu)的信號干擾。

(7).參見圖8和圖1,用深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)刻蝕去除圖形化1um厚的氧化硅層4上裸露出來的20um厚的硅材料層3,形成主體和一對測量電極體之間的等間距齒狀交錯結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)主體相對于一對測量電極5在x方向的移動;形成主體和一對驅(qū)動電極體之間的齒狀交錯結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)主體相對于一對驅(qū)動電極6在x方向的移動;并去除電容引線11與其兩側(cè)相鄰的金屬線電極9之間的20um厚的硅材料層3,使得金屬線12和電容引線11之間為刻蝕后的懸空狀態(tài),形成空腔,得到傳感器本體。

(8).參見圖9,在另一塊硅片13上用深反應(yīng)離子刻蝕腔體,呈盒蓋狀,在腔體邊緣凸起的表面采用剝離技術(shù)生長第二氧化硅層14,在腔體的內(nèi)表面沉積設(shè)有納米吸氣劑層15;得到封蓋。

(9).參見圖10,在溫度200℃下,將封蓋和傳感器本體直接鍵合,形成完整的內(nèi)部真空的梳齒狀微傳感器。

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