关于自停止腐蚀技术的H型谐振式微机械压力传感器.pdfVIP

第19卷第12期 光学精密工程 V01．19No．12 and Precision 2011年12月 Optics Engineering Dec．201l 文章编号1004-一924X(2011)12--2927--08 基于自停止腐蚀技术的H型谐振式微机械压力传感器 李玉欣’，陈德勇，王军波，焦海龙，罗振宇 (中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室，北京100190) 摘要：为了提高压力传感器的精度并抑制温漂，提出了一种基于自停止腐蚀技术的“H”型双端固支梁、电磁激励、差分检测 的微机械(MEMS)谐振式压力传感器。首先，通过有限元分析仿真优化了传感器的机械参数，得到了较高的灵敏度和分辨 率。然后，基于浓硼扩散自停止腐蚀原理，采用MEMS体硅标准工艺加工出一致性较好的传感器样品。最后，采用非光敏 BCB，在真空高温高压条件下将硅片与谐振器黏和键合完成了传感器的真空封装，并设计了应力隔离的后封装方法以降低 温漂。实验结果表明：传感器的检测范围为0～120kPa，满量程非线性度低于0．02oA．准确度达到O．05％FS，加入应力隔 离后在一40～70℃的温度漂移不高于0．05 OA／℃。该传感器能够实现大量程高精度的压力测量，有效地抑制了温漂，具有 较高的性能指标。 关键词：微机械压力传感器；谐振式压力传感嚣；双端回支架；差分检测；黏和键合 中图分类号：TP212．12文献标识码：A doi：10．3788／OPE．2927 H micro-machinedresonant sensor type pressure basedon etch self-stoppedtechnique LIYu—xin。，CHEN Jun-bo，JIAO De-yong，WANG Hai—long，LUOZhen-yu (State Transducer Key Technology，InstituteElectronics， Laboratoryof of Chinese 100190，China) AcademyofSciences，Beijing *Corresponding to andreduce Abstract：Inorderincrease driftsof sensors，amicro-ma- accuracy temperaturepressure with lateral was chinedresonant sensor beams basedon pressure H—typedoubly-clamped proposed anddifferentialdetection．First，FiniteElement electromagneticallydriving and was