基于SOI的硅微谐振式压力传感器芯片制作*

马志波，姜澄宇，任 森，苑伟政

(西北工业大学陕西省微/纳米系统重点实验室，西安710072)

基于MEMS技术的硅谐振式压力传感器具有体积小、重量轻、功耗低、动态响应快以及抗干扰能力强，稳定性高等诸多优点，更重要的是，其直接输出频率量，测量精确度更高，测试电路简单，比硅基压阻式和电容式传感器有更为优良的性能指标，同时便于与IC集成化，获得高精度的智能化测控系统，对于人造卫星、飞机的导航和飞行控制系统以及飞行器本身的微型化有着举足轻重的推动作用［1］，因此谐振式压力传感器在航空航天技术特别是机载大气数据系统、飞行参数记录仪等航空设备的应用有着广阔的应用前景。

国外对硅基MEMS谐振式压力传感器进行了较早研究［2－3］。英国Greenwood等人利用浓硼自停止技术的各向异性腐蚀［4］，制作了扭转振动的谐振式传感器，并且利用静电激振、拾振的方式，制作了高精密的气压计，但是其应用局限在传统的领域，并且其容易被周围的环境如流体等原因造成能量损失，谐振困难［5］，而且浓硼扩散引入很高的内应力［6］;1988 年，日本IKEDA等人提出了利用外延生长和牺牲层技术制作内置于真空腔中的谐振梁技术［7］，然而由于牺牲层厚度的限制，谐振子的谐振范围受到一定的限制;90年代以后，英国Angelidis等人［8］利用硅－硅直接键合技术，研制成一种光纤访问式谐振式压力传感器。国内也有多家单位开展了MEMS谐振式压力传感器的研究［9－11］，中科院电子所提出……