申请/专利权人：兰州空间技术物理研究所

申请日：2023-06-02

公开（公告）日：2024-02-27

公开（公告）号：CN116608988B

主分类号：G01L21/00

分类号：G01L21/00;G01L9/00;G01L9/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.27#授权;2023.09.05#实质审查的生效;2023.08.18#公开

摘要：本申请涉及真空计量技术领域，具体而言，涉及一种多感压膜绝压MEMS电容薄膜真空规，包括基底玻璃、基底硅、感压薄膜以及上盖玻璃，其中：基底硅设置在基底玻璃与上盖玻璃之间；感压薄膜设置在基底硅上，感压薄膜的下方空间与基底玻璃之间形成测量腔体，感压薄膜的上方空间与上盖玻璃之间形成参考腔体；测量腔体内设置有敏感电容电极和信号引出电极；参考腔体内设置有硅块和吸气剂膜。本申请能够实现10‑2Pa至104Pa范围绝对真空度的测量，测量准确度高、灵敏度高、输出的重复性和长期稳定性好，同时具有体积小、重量轻、功耗低、制作工艺与集成电路兼容，便于集成化批量生产的优点。

主权项：1.一种多感压膜绝压MEMS电容薄膜真空规，其特征在于，包括基底玻璃、基底硅、感压薄膜以及上盖玻璃，其中：所述基底硅设置在所述基底玻璃与所述上盖玻璃之间，通过硅-玻璃阳极键合方式分别与下方的所述基底玻璃和上方的所述上盖玻璃连接；所述感压薄膜设置在所述基底硅上，所述感压薄膜的下方空间与所述基底玻璃之间形成测量腔体，所述感压薄膜的上方空间与所述上盖玻璃之间形成参考腔体；所述测量腔体内设置有敏感电容电极和信号引出电极，所述敏感电容电极和所述信号引出电极均通过磁控溅射的方式设置在所述基底玻璃的上表面；所述敏感电容电极设置在所述感压薄膜的正下方，所述信号引出电极设置在所述敏感电容电极的一侧，并与所述敏感电容电极连接；所述参考腔体内设置有硅块和吸气剂膜，所述硅块通过硅-玻璃阳极键合方式固定在所述上盖玻璃的下表面，所述吸气剂膜设置在所述硅块的下表面；所述基底硅采用SOI片制作而成，所述感压薄膜设置在SOI片上的薄硅层，所述薄硅层的材料为掺杂浓硼的单晶硅；所述敏感电容电极和所述信号引出电极均为双层结构，由铬膜和铝膜组成，所述铬膜设置在所述基底玻璃的上表面，厚度为20-40nm，所述铝膜设置在所述铬膜的上表面，厚度为200-400nm；采用如下步骤进行多感压膜绝压MEMS电容薄膜真空规的制备：步骤1：完成基底硅的双面氧化，采用干氧化和湿氧化结合的方式在基底硅两表面生成厚度约为1μm的二氧化硅膜；步骤2：在基底硅薄硅层面进行光刻显影，除去二氧化硅层后采用干法刻蚀对图形区域进行刻蚀，感压薄膜的四膜结构在该步骤形成；步骤3：进行感压薄膜上方空间图形的光刻和显影，并除去在厚硅层表面的二氧化硅层；步骤4：敏感电容电极、信号引出电极的剥离，通过光刻和显影在基底玻璃表面获得固定电极图形后，采用磁控溅射在基底玻璃光刻面溅射铬和铝薄膜，之后采用剥离技术完成基底玻璃上敏感电容电极、信号引出电极的制备；步骤5：进行基底玻璃与基底硅的整片阳极键合，具有敏感电容电极、信号引出电极的基底玻璃表面和具有感压薄膜的基底硅通过阳极键合组成敏感电容；步骤6：利用湿法刻蚀对键合片进行刻蚀，刻蚀将在基底硅的氧化层停止，除去该氧化层后即可得到感压薄膜上方空间以及信号引出电极槽引出窗口，感压薄膜也在该步中完成释放；步骤7：对玻璃进行划片切割，制备大小符合参考腔体要求的上盖玻璃；步骤8：将吸气剂膜溅射于硅块的表面上，并将硅块与上盖玻璃键合；步骤9：对参考腔体进行真空封装，将待键合的上盖玻璃和基底硅放入键合腔体中，设置加热温度为360℃，同时对腔体抽真空至10-5Pa，在该条件下加热2.5h后将上盖玻璃与基底硅贴合并压紧，接着施加800V的直流电压完成封装。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 兰州空间技术物理研究所 一种多感压膜绝压MEMS电容薄膜真空规

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD