一种声表面波微传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115808260A(43)申请公布日2023.03.17(21)申请号202211507649.3G01K1/14(2021.01)(22)申请日2022.11.29(71)申请人西北工业大学地址710000陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人马炳和裴光耀高伟罗剑赵珂藜张忠刚(74)专利代理机构深圳国新南方知识产权代理有限公司44374专利代理师张亚娟(51)Int.Cl.G01L1/25(2006.01)H03H9/02(2006.01)H03H3/08(2006.01)G01K11/26(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称一种声表面波微传感器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种声表面波微传感器及其制备方法，所述微传感器包括：下层基底，下层基底上设有盲槽；上层基底，上层基底上设有第一通孔，第二通孔，连接第一通孔和第二通孔的第一应力释放桥、第二应力释放桥，及第一通孔、第二通孔、第一应力释放桥和第二应力释放桥围成的应力隔离梁，应力隔离梁靠近下层基底侧悬空；盲槽与上层基底密封为压力敏感单元，应力隔离梁与下层基底连接为温度敏感单元，压力敏感单元和温度敏感单元无重合区且其声表面波谐振频率、工作频段均不同；导电层，被配置为转换交流电信号为周期性电磁场并加载至上层基底中，获取压力敏感单元与温度敏感单元的声表面波。实现高温转子压力和温度测量，并提高了测量准确性。CN115808260ACN115808260A权利要求书1/2页1.一种声表面波微传感器，其特征在于，所述微传感器包括：下层基底，所述下层基底上设有盲槽；设于所述下层基底上所述盲槽所在侧的上层基底，所述上层基底上设有第一通孔，第二通孔，连接所述第一通孔和所述第二通孔的第一应力释放桥、第二应力释放桥，及所述第一通孔、所述第二通孔、所述第一应力释放桥和所述第二应力释放桥围成的应力隔离梁，所述应力隔离梁靠近所述下层基底侧悬空；所述盲槽与所述上层基底密封为压力敏感单元，所述压力敏感单元用于测量压力；所述应力隔离梁与所述下层基底连接为温度敏感单元，所述温度敏感单元用于测量温度；所述压力敏感单元和所述温度敏感单元没有重合区域，所述压力敏感单元和所述温度敏感单元的声表面波谐振频率、工作频段均不同；设于所述上层基底上的导电层，所述导电层被配置为转换交流电信号为周期性电磁场，将所述周期性电磁场加载至所述上层基底中，获取所述压力敏感单元与所述温度敏感单元的声表面波。2.根据权利要求1所述的声表面波微传感器，其特征在于，所述下层基底与所述上层基底为晶向相同的单晶晶圆，所述压力敏感单元沿所述上层基底和所述下层基底的主切向设置，所述温度敏感单元沿所述上层基底和所述下层基底的副切向设置。3.根据权利要求2所述的声表面波微传感器，其特征在于，所述单晶晶圆为硅酸镓镧。4.根据权利要求1所述的声表面波微传感器，其特征在于，所述压力敏感单元的声表面波谐振频率为193MHz，工作频段为190‑200MHz；所述温度敏感单元的声表面波谐振频率为223MHz，工作频段为215‑225MHz。5.根据权利要求1所述的声表面波微传感器，其特征在于，所述导电层包括：第一叉指电极，所述第一叉指电极位于所述压力敏感单元中央，所述第一叉指电极包括第一信号端叉指电极、第一接地端叉指电极；第二叉指电极，所述第二叉指电极位于所述温度敏感单元中央，所述第二叉指电极包括第二信号端叉指电极、第二接地端叉指电极；所述第二信号端叉指电极一端与所述第一信号端叉指电极一端连接；所述第一接地端叉指电极一端与所述第二接地端叉指电极一端连接；信号端，所述信号端与所述第一信号端叉指电极另一端连接，所述信号端的另一端与所述第二信号端叉指电极另一端连接；接地端，所述接地端一端与所述第一接地端叉指电极另一端连接，所述接地端的另一端与所述第二接地端叉指电极另一端连接。6.根据权利要求5所述的声表面波微传感器，其特征在于，所述导电层还包括：第一布拉格反射栅，所述第一布拉格反射栅设于所述第一叉指电极两侧；第二布拉格反射栅，所述第二布拉格反射栅设于所述第二叉指电极两侧。7.根据权利要求5所述的声表面波微传感器，其特征在于，所述微传感器还包括：设于所述上层基底与所述导电层中间的势垒层；表面涂层，所述表面涂层包括设于所述导电层上的表面防护层，设于所述表面防护层上的第一顶焊盘和第二顶焊盘；所述第一顶焊盘与所述信号端对应设置，所述第二顶焊盘与所述接地端对应设置。2CN115808260A权利要求书2/2页8.根据权利要求7所述的声表面波微传感器，其特征在于，所述势垒层和所述表面防护层为氧化铝、氧化硅和氧化钛陶瓷薄膜中的一种或多种，所述导电层为铂、铂铑合金和铂铱合金薄膜的一种