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公开(公告)号：CN119470971A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411583467.3
申请日：2024-11-07
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种MEMS加速度传感器及其制备方法，MEMS加速度传感器中，单晶硅衬底上质量块通过悬臂梁与基底框架连接并悬在基底框架内，质量块与基底框架相邻的侧面连接有第一梳齿组，基底框架与质量块相邻的侧面连接有第二梳齿组；悬臂梁包括压敏电阻，基底框架上的导电引线与压敏电阻之间构成压敏电阻检测电路。本发明通过质量块和基底框架之间的第一梳齿组和第二梳齿组作为缓冲，控制质量块和基底框架之间的压膜阻尼，提高MEMS加速度传感器动态特性和抗高过载能力；另外制备过程中设置临时连接梳齿连接质量块和基底框架，降低工艺过程中悬臂梁所受的应力，提高制备良率和结构可靠性；最后临时连接梳齿的位置设置降低工艺不良风险。
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公开(公告)号：CN107345826B
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN201710548164.1
申请日：2017-07-06
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01F1/69
Abstract: 本发明提供一种热式气体流量传感器及其制备方法，结构包括：衬底，包括凹槽，开设于衬底上表面；第一介质膜，位于凹槽上方，包括若干个第一介质膜单元及槽型结构，第一介质膜单元与衬底相连接，槽型结构贯穿第一介质膜且位于相邻第一介质膜单元之间，第一介质膜与衬底围成一个隔热腔体；电阻组件，包括至少一个加热单元和至少两个热敏单元，每个加热单元与每个热敏单元位于不同的第一介质膜单元上，热敏单元位于加热单元的两侧。通过上述技术方案，本发明的热式气体流量传感器的加热电阻的热量与衬底彻底隔离，降低了加热电阻热损耗，提高了气体流量的检测灵敏度和响应时间；采用单硅片单面体硅微机械工艺制作，结构尺寸小，成本低、工艺简单。
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公开(公告)号：CN110146136B
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN201910542657.3
申请日：2019-06-21
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01F1/688
Abstract: 本发明提供一种热堆式气体质量流量传感器及其制备方法，包括：衬底；与衬底相连接的带类“非”字状槽的介质膜，且介质膜与衬底共同围成一个隔热腔体；加热元件；至少两个感测元件；单晶硅热偶臂的冷端与衬底之间呈“三明治”状热沉结构。通过引入类“非”字状介质膜以及其下表面的单晶硅热偶臂的结构，即单晶硅热偶臂的热端悬空于隔热腔体上，单晶硅热偶臂的冷端与中间介质层及衬底面面接触的热沉结构，实现了单晶硅‑金属热偶对与衬底的物理隔离，减少了本发明的衬底散热，提高了传感器的灵敏度；热沉结构，增大了单晶硅热偶臂冷端的散热性能，增大了单晶硅‑金属热偶对冷端和热端温度差，从而缩短传感器的响应时间、提高传感器的量程范围。
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公开(公告)号：CN107328449B
公开(公告)日：2019-08-30
申请号：CN201710548160.3
申请日：2017-07-06
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01F1/688
Abstract: 本发明提供一种热电堆式气体流量传感器及其制备方法，结构包括：衬底，具有一凹槽，开设于衬底上表面；第一介质膜，覆盖于凹槽上方，与衬底相连接，且与衬底共同围成一个隔热腔体；加热元件，位于第一介质膜表面；至少两个感测元件，位于第一介质膜上，且设置于加热元件两侧，包括至少一组单晶硅‑金属热偶对组，单晶硅‑金属热偶对组包括若干个单晶硅‑金属热偶对。通过上述方案结合本发明的单硅片单面制作技术，在普通单晶硅片上加工出赛贝克系数最高的P型单晶硅‑金热偶对，并将热偶对以及加热元件通过隔热腔体与衬底隔离，最大程度降低了加热电阻的热耗散，提高了传感器的检测灵敏度。此外，本发明传感器尺寸小、成本低、适于大批量生产。
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公开(公告)号：CN110040682A
公开(公告)日：2019-07-23
申请号：CN201910318111.X
申请日：2019-04-19
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种高灵敏度加速度传感器结构的制备方法,包括：提供衬底；于衬底正面进行硼离子注入；于衬底的正面及背面依次形成第一氧化硅层及低应力氮化硅层；于衬底的正面形成释放窗口；形成深槽；形成内部刻蚀缓冲腔体；于释放窗口的侧壁、内部刻蚀缓冲腔体的侧壁及内部刻蚀缓冲腔体的上下表面形成低应力多晶硅层；于低应力多晶硅层表面形成氧化硅钝化层；于衬底的背面形成沟槽；去除位于内部刻蚀缓冲腔体底部的氧化硅钝化层；于衬底的正面制备引线孔、金属引线及焊盘；提供键合衬底，将键合衬底键合于所述衬底的背面；释放悬臂梁及质量块。本发明可以避免对悬臂梁过刻蚀，从而可以确保任意尺寸悬臂梁的厚度的可控性及均匀性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107328449A
公开(公告)日：2017-11-07
申请号：CN201710548160.3
申请日：2017-07-06
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01F1/688
Abstract: 本发明提供一种热电堆式气体流量传感器及其制备方法，结构包括：衬底，具有一凹槽，开设于衬底上表面；第一介质膜，覆盖于凹槽上方，与衬底相连接，且与衬底共同围成一个隔热腔体；加热元件，位于第一介质膜表面；至少两个感测元件，位于第一介质膜上，且设置于加热元件两侧，包括至少一组单晶硅-金属热偶对组，单晶硅-金属热偶对组包括若干个单晶硅-金属热偶对。通过上述方案结合本发明的单硅片单面制作技术，在普通单晶硅片上加工出赛贝克系数最高的P型单晶硅-金热偶对，并将热偶对以及加热元件通过隔热腔体与衬底隔离，最大程度降低了加热电阻的热耗散，提高了传感器的检测灵敏度。此外，本发明传感器尺寸小、成本低、适于大批量生产。
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公开(公告)号：CN106053881A
公开(公告)日：2016-10-26
申请号：CN201610703474.1
申请日：2016-08-22
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01P15/08
CPC classification number: G01P15/08 , G01P2015/0862
Abstract: 本发明提供一种单芯片硅集成三轴高频宽高冲击加速度计及其制作方法。通过使用一对质量块、第一直拉直压梁、第二直拉直压梁、第一连接板及第二连接板的组合作为Z轴微机械敏感结构单元，将垂直表面Z轴加速度引起的结构形变转化为易于检测的表面内直拉直压梁的拉压，解决了目前垂直表面Z轴加速计不能同时获得高灵敏度及高谐振频率这一问题。综合考虑晶向对各向异性腐蚀、压阻系数等影响，优化结构布局，实现了小芯片上三轴高频宽高冲击加速度计的集成。提供了一套可靠的制作方法，使加速度计同时具备工艺简单、制造成本低廉、芯片尺寸小、结构强度高、适于批量生产等优势。
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公开(公告)号：CN103185613B
公开(公告)日：2016-09-14
申请号：CN201110445804.9
申请日：2011-12-27
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种适于表面贴装封装的单硅片微流量传感器及其制作方法，所述单硅片微流量传感器包括一单晶硅基片、二压力传感器和具有出/入通口的微流体沟道，本发明采用单硅片单面体硅微机械加工方法，在单晶硅基片内部制作所述微流体沟道和压力传感器的参考压力腔体，并将所述二压力传感器和微流体沟道出/入通口巧妙地集成在同一单晶硅基片的同一面上，结构简单。本发明既避免了不同键合材料间热匹配失调所导致的残余应力和压力传感器的压力敏感薄膜厚度不均的问题，又适于利用表面贴装封装技术实现单硅片微流量传感器裸片与微流体系统的集成，具有制作成本低、封装方便、灵敏度高、稳定性好等特点，适合大批量生产。
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公开(公告)号：CN102476786B
公开(公告)日：2015-01-14
申请号：CN201010553946.2
申请日：2010-11-22
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种加速度和压力传感器单硅片集成芯片及制作方法。该芯片包括一块单晶硅基片和均集成在该单晶硅基片上的加速度传感器及压力传感器；采用单硅片单面微加工方法把压力和加速度传感器集成在该单晶硅基片的同一表面，通过侧壁根部横向刻蚀技术形成厚度均匀可控的单晶硅薄膜和嵌入式腔体，并在单晶硅薄膜上表面合理分布压阻制作压力传感器；加速度传感器采用双悬臂梁和质量块结构，通过对单晶硅薄膜的后续选择性电镀和刻蚀，加工并释放质量块和悬臂梁，采用电镀铜方法增加质量块质量，提高灵敏度。本发明结构简单，用非键合的单硅片微机械工艺实现集成芯片单面结构制作，满足了TPMS应用中对传感器芯片小尺寸、低成本及大批量生产的要求。
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公开(公告)号：CN101968495A
公开(公告)日：2011-02-09
申请号：CN201010240609.8
申请日：2010-07-27
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种在单硅片上单面微加工制作的悬臂梁加速度传感器及制作方法。其特征在于所述加速度计由单硅片通过体微机械单面加工而成，避免了多个芯片键合工艺和不同材料带来的应力。为实现单面加工悬臂梁敏感结构，在结构深刻蚀后利用各向异性腐蚀方法，在悬臂梁底部横向刻蚀将悬臂梁结构释放。该结构除提供敏感方向上的空气压膜阻尼和机械过载保护外，还解决了以往结构在垂直敏感方向没有空气压膜阻尼的问题，避免了垂直方向因结构共振引起的寄生信号干扰。本发明特别适合高g值测量，具有结构简单，芯片尺寸小等特点。同时，单面工艺可使用廉价单抛硅片，适于低成本、大批量制造，结合更好的性能具有广阔的应用前景。
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