CN112461438A - 高灵敏度谐振式差压传感器及其制备方法 - Google Patents

高灵敏度谐振式差压传感器及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高灵敏度谐振式差压传感器及其制备方法，包括：传感器本体，包括依次叠设的器件层、绝缘层和基底层，其中，在基底层的中央位置设有第一压力敏感膜，第一压力敏感膜两侧分别设置有引线孔；在器件层上与第一压力敏感膜对应的位置处分别设置有第一谐振器和第二谐振器，第一谐振器和第二谐振器的四周分别设置有接线端子；绝缘层用于隔开基底层和器件层；除了将基底层中位于第一谐振器和第二谐振器下方的实现真空必需的部分保留之外，第一压力敏感膜仅在第一谐振器和第二谐振器下方位置保留一层较薄的小密封盖，以密封第一谐振器和第二谐振器。本发明实现了谐振器位于压力敏感膜靠近表面的特殊设计，可以大大提高灵敏度。

Description

高灵敏度谐振式差压传感器及其制备方法
技术领域
本发明涉及MEMS微传感器技术领域，尤其涉及一种高灵敏度谐振式差压传感器及其制备方法。
背景技术
谐振式差压传感器是准数字输出，具有精度高、可靠性好、抗干扰能力强等优势，能获得更好的精度和稳定性，广泛应用于航空航天、工业控制、冶金电力、石油化工、医疗电子、汽车电子等各个领域。
谐振式差压传感器的结构中一般都有一个或多个谐振器，由于谐振器是可动部件，为了实现其低阻尼振动的工作环境，同时保护其免受外界灰尘，湿度，腐蚀等的破坏，谐振器往往需要被密封在真空环境之中。因此谐振式差压传感器如何将谐振器封装在真空腔内，同时保证真空腔的真空度显得至关重要。
除此外，谐振式差压传感器理想情况下应该只对差压敏感，对静压不敏感，因此设计差压传感器时应该选择合适的材料以及优化结构设计以减弱静压对差压测量结果的影响，提高差压灵敏度，降低静压灵敏度。
现有技术中提出了一种利用自对准选择性外延生长和选择性刻蚀技术制作的谐振式差压传感器，可以实现谐振器的真空封装，其差压灵敏度大，静压灵敏度小，但是工艺难度大，成品率低。
申请号为201910834932.9的专利提出了利用硅玻璃阳极键合技术实现谐振器真空密封，并通过在芯片四个角制作的吸气剂槽内溅射吸气剂吸收真空腔内残留的气体以达到提高真空腔的目的，但是该方案存在以下几个问题：
(1)谐振器位于传感器本体和盖板两层结构的中间层部分，根据压力敏感膜受压力变形后的应力分布，该差压传感器差压灵敏度低，不利于后续实现高精度的传感器；
(2)吸气剂槽位于芯片的四个角，通过硬掩膜板溅射吸气剂时，由于吸气剂槽的四周边缘部分无法溅射吸气剂，因此吸气剂槽利用率低，不利于真空腔真空度的提高；
(3)盖板玻璃上制作的谐振器振动的空腔和吸气剂槽导致玻璃承受高压力时易发生碎裂，使传感器耐压低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种高灵敏度谐振式差压传感器及其制备方法，以期解决上述的技术问题。
(二)技术方案
本发明一方面提供一种高灵敏度谐振式差压传感器，包括：
传感器本体100，包括依次叠设的器件层130、绝缘层120和基底层110，其中，在基底层110的中央位置设有第一压力敏感膜，所述第一压力敏感膜两侧分别设置有引线孔160；在器件层130上与所述第一压力敏感膜对应的位置处分别设置有第一谐振器140和第二谐振器150，所述第一谐振器140和第二谐振器150的四周分别设置有接线端子161-168；绝缘层120用于隔开基底层110和器件层130；除了将基底层110中位于第一谐振器140和第二谐振器150下方的实现真空必需的部分保留之外，所述第一压力敏感膜仅在第一谐振器140和第二谐振器150下方位置保留一层较薄的小密封盖178，以密封第一谐振器140和第二谐振器150。
进一步地，所述高灵敏度谐振式差压传感器还包括盖板200，其中：
所述盖板200包括硅层220和玻璃层210，在硅层220上与所述第一压力敏感膜所对应的位置处形成第二压力敏感膜221；玻璃层210用于隔开硅层220和传感器本体100的器件层130；
所述盖板200通过阳极键合真空封装方式密封盖合于所述传感器本体100的器件层130的上部。
进一步地，所述第一谐振器140和第二谐振器150的固有频率相同，且厚度比周围硅岛171-176略小，所述周围硅岛171-176是指在高灵敏度谐振式差压传感器上，除第一谐振器140、第二谐振器150以及接线端子161-168以外的区域。
进一步地，在所述引线孔160内设置有金属薄膜焊盘，用于引出所述接线端子161-168的电信号；
所述器件层130上还设置有吸气剂槽180，用于溅射吸气剂以提高真空腔的真空度，且将传感器本体100的第一压力敏感膜、第一谐振器140和第二谐振器150集中在吸气剂槽180的同一侧；
所述吸气剂选用Ti基吸气剂。
进一步地，所述第一谐振器140和第二谐振器150的结构均采用双谐振器、单谐振器或多谐振器结构；
所述第一谐振器140和第二谐振器150通过器件层130上的锚点151-154和器件层130上的第一压力敏感膜耦合在一起，通过盖板200上的玻璃层210和硅层220上的第二压力敏感膜221耦合在一起，用来感受第一压力敏感膜和第二压力敏感膜221的压力变化。
本发明另一方面提供一种高灵敏度谐振式差压传感器的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：在SOI的器件层上经过两次刻蚀，分别形成谐振器和吸气剂槽的结构，释放谐振器，并在吸气剂槽内溅射吸气剂；
步骤B：制作硅和玻璃盖板；
步骤C：利用阳极键合将所述盖板与所述SOI真空键合，将谐振器密封在真空腔室内；
步骤D：在SOI的基底层上刻蚀形成引线孔和第一压力敏感膜；
步骤E：在引线孔内制作金属薄膜焊盘。
进一步地，所述步骤A包括以下子步骤：
子步骤Al：在器件层上涂覆光刻胶，并通过光刻机对准光刻，形成谐振器图形；
子步骤A2：将光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀至自停止层，形成谐振器，随后去除SOI表面的光刻胶；
子步骤A3：再次在器件层上涂覆光刻胶，并通过光刻机对准光刻，暴露吸气剂槽和谐振器上方部分；
子步骤A4：将光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀至一定深度的器件层，形成吸气剂槽和高度略低于周围硅岛的谐振器，避免谐振器在后续的键合中和玻璃层键合在一起，随后去除SOI表面的光刻胶；
子步骤A5：利用浓H2SO4清洗硅片，利用气态HF酸腐蚀器件层下暴露的氧化硅，直到谐振器释放，使其可侧向振动；
子步骤A6：利用硬掩膜技术，在吸气剂槽内溅射Ti基吸气剂。
进一步地，所述步骤B包括以下子步骤：
子步骤B1：将硅和玻璃阳极键合在一起以制作盖板；
子步骤B2：通过减薄抛光工艺减薄玻璃以提高差压灵敏度；
子步骤B3：在硅上制作介质层薄膜，然后在此基础上涂覆光刻胶，利用光刻胶制作出第二压力敏感膜图形，去除第二压力敏感膜上的介质层薄膜；
子步骤B4：去除光刻胶，利用上述介质层薄膜做掩膜，DRIE/ICP刻蚀盖板硅，形成第二压力敏感膜。
进一步地，所述步骤D包括以下子步骤：
子步骤Dl：在SOI基底层上制作介质层薄膜，在此基础上涂覆光刻胶，利用光刻胶制作出第一压力敏感膜图形，去除第一压力敏感膜上的介质层薄膜；
子步骤D2：在子步骤D1基础上涂覆光刻胶，利用光刻胶制作引线孔和基底层上不影响真空封装部分的绝大部分图形，去除引线孔和基底层不影响真空封装部分上的介质层薄膜；
子步骤D3：将上述光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀引线孔和基底层上不影响真空封装部分的绝大部分图形至自停止层；
子步骤D4：去除光刻胶，利用上述图形化的介质层作为第二层掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀基底层到一定的深度，形成密封谐振器的小密封盖和第一压力敏感膜。
进一步地，所述步骤E包括以下子步骤：
子步骤E1：利用浓H2SO4清洗硅片，利用气态HF酸腐蚀引线孔内的氧化硅；
子步骤E2：在SOI引线孔内溅射金属焊盘。
(三)有益效果
基于上述技术方案可知，本发明的高灵敏度谐振式差压传感器相对于现有技术至少具有如下有益效果：
第一，通过将基底层中位于第一谐振器和第二谐振器下方的实现真空必需的部分留下外，将压力敏感膜位于基底层和绝缘层上其余的部分全部刻蚀去掉，并且将第一谐振器和第二谐振器下方的部分也刻蚀去掉绝大部分厚度的基底层，只在基底层上留下一个特别薄的小密封盖密封谐振器，实现了谐振器位于压力敏感膜靠近表面的特殊设计，可以大大提高灵敏度；
第二，通过将吸气剂槽设置在器件层上并且通过谐振器二次刻蚀使谐振器高度略低于周围硅岛部分，避免了在玻璃层制作吸气剂槽图形和谐振器振动空腔图形，保证了玻璃层的完整性，有利于提高传感器的耐压值；
第三，通过将传感器本体的压力敏感膜和谐振器等敏感结构集中设计在芯片的一边，将吸气剂槽集中设计在芯片的另一边，以实现吸气剂槽的一体化设计，进而实现吸气剂槽的利用率。
附图说明
图1为本发明一实施例的高灵敏度谐振式差压传感器的三维立体图；
图2为根据图1所示的高灵敏度谐振式差压传感器背面的示意图；
图3为根据图1所示的高灵敏度谐振式差压传感器正面的示意图；
图4为根据图1所示的第二谐振器的结构示意图。
图5为本发明另一实施例的高灵敏度谐振式差压传感器的制备方法的流程图。
【附图标记说明】
100-传感器本体；110-基底层；120-绝缘层；130-器件层；140-第一谐振器；150-第二谐振器；151、152、153、154-锚点；160-引线孔；161、162、163、164、165、166、167、168-接线端子；171、172、173、174、175、176-硅岛；177-硅连接结构；178-小密封盖；180-吸气剂槽；200-盖板；210-玻璃层；220-硅层；221-第二压力敏感膜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
用于圆片级真空封装的技术主要包括：硅硅键合，硅玻璃阳极键合，金硅共晶键合，金属中间层键合，以及玻璃焊料键合等。其中硅玻璃阳极键合对表面平整度要求不太高，无需中间层且强度高，因此广泛用于压力传感器、加速度计、陀螺等的封装过程。
本发明正是基于这一点，采用玻璃和硅的二次阳极键合技术，实现了谐振器的圆片级真空封装，真空度高。同时在传感器本体器件层制作吸气剂槽，用于溅射吸气剂，真空保持时间长。
本发明一方面提供了一种高灵敏度谐振式差压传感器，包括传感器本体100和盖板200，其中：
传感器本体100，包括依次叠设的器件层130、绝缘层120和基底层110，其中，在基底层110的中央位置设有第一压力敏感膜，第一压力敏感膜两侧分别设置有引线孔160；在器件层130上与第一压力敏感膜对应的位置处分别设置有第一谐振器140和第二谐振器150，第一谐振器140和第二谐振器150的四周分别设置有接线端子161-168；绝缘层120用于隔开基底层110和器件层130；除了将基底层110中位于第一谐振器140和第二谐振器150下方的实现真空必需的部分保留之外，第一压力敏感膜仅在第一谐振器140和第二谐振器150下方位置保留一层较薄的小密封盖178，以密封第一谐振器140和第二谐振器150；
盖板，包括硅层220和玻璃层210，在硅层220上与第一压力敏感膜所对应的位置处形成第二压力敏感膜221；玻璃层210用于隔开硅层220和传感器本体100的器件层130。
具体来说，在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种高灵敏度谐振式差压传感器。请参照图1，本实施例的高灵敏度谐振式差压传感器包括：
传感器本体100，在该传感器本体100的基底层110的小密封盖178和器件层的硅岛171-176形成第一压力敏感膜170，在该第一压力敏感膜170上形成有第一谐振器140和第二谐振器150。其中，第一谐振器140位于第一压力敏感膜170的中央位置，第二谐振器150位于第一压力敏感膜170的边缘位置。在该传感器本体100的基底层110形成引线孔，用于引出谐振器的电极。在该传感器本体100的器件层130形成吸气剂槽180用于溅射吸气剂。
盖板200，在盖板200的上方形成第二压力敏感膜221。其中，盖板200通过阳极键合真空封装方式密封盖合于传感器本体100的上部。
第一谐振器140和第二谐振器150的锚点151、152、153、154通过SOI的绝缘层120连接小密封盖178、通过玻璃210连接第二压力敏感膜221，可以同时感知两个压力敏感膜170和221的形变。
需要说明的是，SOI全称为Silicon-On-Insulator，即绝缘衬底上的硅，该技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。
以下对本实施例的高灵敏度谐振式差压传感器的各个组成部分进行详细说明。
图1为本发明一实施例的高灵敏度谐振式差压传感器的三维立体图。
请参照图1，传感器本体100由SOI片经MEMS工艺制备而成。该SOI片自下而上包括：基底层110、绝缘层120和器件层130。其中，基底层110和器件层130具有极低电阻率，可形成良好的电气连接，绝缘层120用于隔开上下两层，实现电气隔离。
在SOI片的基底层110将具有真空密封功能的部分刻蚀一定的深度，将不具有真空密封功能的部分全部刻蚀掉，形成第一压力敏感膜170。在第一压力敏感膜170的上部形成有固有频率相同的第一谐振器140和第二谐振器150。在第一压力敏感膜170四周刻蚀引线孔至绝缘层120以便后续引出电极。
需要说明的是，第一压力敏感膜170包含器件层的硅岛171-176。
在SOI片的器件层130上加工吸气剂槽180用于溅射吸气剂以提高真空腔的真空度，其中，吸气剂槽180的大小、形状、位置等不限。将第一谐振器140和第二谐振器150做两次刻蚀实现第一谐振器140和第二谐振器150的高度比周围硅岛171-176略低，用于第一谐振器140和第二谐振器150的振动。
盖板200由硅220和玻璃210经过阳极键合而成，硅层220在上方，玻璃层210在下方。在硅层220的上部刻蚀一定的深度，形成第二压力敏感膜221。盖板200，通过阳极键合真空封装方式密封盖合于传感器本体100的上部。
图2为根据图1所示的高灵敏度谐振式差压传感器背面的示意图。
请参照图2，在SO1片的基底层110两次刻蚀形成第一压力敏感膜170，用于感受压力P1。在八个接线端子161-168中心所对应的位置，刻穿SOI片背面的基底层110，同时去除中间的绝缘层120，形成如图所示的引线孔160，并在该引线孔160内制作形成金属薄膜焊盘，从而可以通过压焊引线将八个接线端子161-168的电信号引出。
图3为根据图1所示的高灵敏度谐振式差压传感器正面的示意图。
请参照图3，盖板200硅层220上与第一压力敏感膜170所对应的位置上刻蚀有第二压力敏感膜221，用于感受压力P2。盖板200与传感器本体100的外侧边缘通过阳极键合方式密封扣合，从而将第一谐振器140和第二谐振器150封装在真空环境中。
图4为根据图1所示的第二谐振器的结构示意图。
请参照图4，第二谐振器150双端固定在锚点151-154上，第二谐振器150上方通过第二次刻蚀使第二谐振器150的高度略低于锚点151-154。
为了保证该差压传感器中的第一谐振器140和第二谐振器150所处环境的真空度，需要注意以下几点：
(1)在器件层130上加工吸气剂槽180，并且在吸气剂槽180内溅射吸气剂。其尺寸应尽量大，且距离边缘有一定的距离，以保证后续键合的强度以及真空度；
(2)应保证盖板200玻璃层210和硅层220阳极键合以及盖板200和传感器本体100阳极键合强度。
为了保证该差压传感器有大的差压灵敏度，小的静压灵敏度，需要注意以下几点：
(1)刻蚀第一谐振器140和第二谐振器150时，只刻蚀第一谐振器140和第二谐振器150部分以及接线端子161-168四周必要的沟槽，其他区域不做刻蚀，留做硅岛171-176，以使第一谐振器140和第二谐振器150周围的空腔尽量小；
(2)利用CMP减薄玻璃层210的厚度；
(3)器件层130上吸气剂槽180的位置应避免在第一压力敏感膜160和第二压力敏感膜221上下方，设计在芯片一侧。
至此，本实施例谐振式差压传感器的结构特征介绍完毕。需要说明的是，CMP是指减薄抛光工艺。
本发明另一方面提供一种高灵敏度谐振式差压传感器的制备方法。
图5为本发明另一实施例的高灵敏度谐振式差压传感器的制备方法的流程图。
如图5所示，高灵敏度谐振式差压传感器的制备方法分四个步骤完成：步骤A：在SOI的器件层上经过两次刻蚀，分别形成谐振器和吸气剂槽的结构，释放谐振器，并在吸气剂槽内溅射吸气剂；步骤B：制作硅和玻璃盖板；步骤C：利用阳极键合将所述盖板与所述SOI真空键合，将谐振器密封在真空腔室内；步骤D：在SOI的基底层上刻蚀形成引线孔和第一压力敏感膜；步骤E：在引线孔内制作金属薄膜焊盘。
以下对制备方法的具体步骤进行详细说明。
步骤A：在SOI的器件层上经过两次刻蚀，分别形成谐振器和吸气剂槽的结构，释放谐振器，并在吸气剂槽内溅射吸气剂。
本步骤包括子步骤A1-A6，具体子步骤如下：
子步骤Al：在器件层上涂覆光刻胶，并通过光刻机对准光刻，形成谐振器图形；
子步骤A2：将光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀至自停止层，形成谐振器，随后去除SOI表面的光刻胶。
需要说明的是，DRIE/ICP具体是指深反应离子刻蚀(DRIE)或感应耦合等离子刻蚀(ICP)。
子步骤A3：再次在器件层上涂覆光刻胶，并通过光刻机对准谐振器图形光刻，暴露吸气剂槽和谐振器上方部分；
子步骤A4：将光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀至一定深度的器件层，形成吸气剂槽和高度略低于周围硅岛的谐振器，避免谐振器在后续的键合中和玻璃层键合在一起，随后去除SOI表面的光刻胶；
子步骤A5：利用浓H2SO4清洗硅片，利用气态HF酸腐蚀器件层下暴露的氧化硅，直到谐振器释放，使其可侧向振动；
需要指出的是，释放谐振器，腐蚀时间应相应延长，侧钻量至少为谐振器宽度的一半，以保证谐振器可动。
子步骤A6：利用硬掩膜技术，在吸气剂槽内溅射Ti基吸气剂。
步骤B：制作硅和玻璃盖板。
本步骤包括子步骤B1-B4，具体子步骤如下：
子步骤B1：将硅和玻璃阳极键合在一起以制作盖板；
子步骤B2：通过CMP减薄玻璃以提高差压灵敏度；
子步骤B3：在硅上制作介质层薄膜，然后在此基础上涂覆光刻胶，利用光刻胶制作出第二压力敏感膜图形，去除第二压力敏感膜上的介质层薄膜；
子步骤B4：去除光刻胶，利用上述介质层薄膜做掩膜，DRIE/ICP刻蚀盖板硅，形成第二压力敏感膜。
步骤C：利用阳极键合将上述盖板与上述SOI真空键合，将谐振器密封在真空腔室内。
需要指出的是，在盖板和SOI键合时需要将盖板上的第二压力敏感膜和谐振器对准。
步骤D：在SOI的基底层上刻蚀形成引线孔和第一压力敏感膜。
由于引线孔和第一压力敏感膜具有不同的深度，因此本实施例采用金属氧化物等介质层和光刻胶制作复合深刻蚀掩膜。
本步骤包括子步骤D1-D4，具体子步骤如下：
子步骤D1：在SOI基底层上制作介质层薄膜，然后在此基础上甩胶，利用光刻制作出第一压力敏感膜图形，去除第一压力敏感膜上的介质层薄膜；
需要说明的是，此步骤中的光刻需要对准盖板上的第二压力敏感膜图形。
子步骤D2：在子步骤Dl基础上甩胶，利用光刻胶制作引线孔图形和基底层上不影响真空封装部分的绝大部分图形，随后去除引线孔和基底层不影响真空封装部分上的介质层薄膜；
需要说明的是，此步骤中的光刻需要对准介质层薄膜第一压力敏感膜图形。
子步骤D3：将上述光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀引线孔和基底层上不影响真空封装部分的绝大部分图形至自停止层；
子步骤D4：去除光刻胶，利用上述图形化的介质层作为第二层掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀基底层到一定的深度，形成密封谐振器的小密封盖和第一压力敏感膜。
作为优选，刻蚀压力膜能够用减薄工艺来代替，引线孔也能够采用湿法腐蚀工艺制作，所述氧化物介质层种类包括但不限于Al2O3、ZnO、MgO或SiO2。
步骤E：在引线孔内制作金属焊盘。
本步骤包括子步骤E1-E2，具体子步骤如下：
子步骤E1：利用浓H2SO4清洗硅片，利用气态HF酸腐蚀引线孔内的氧化硅。
需要指出的是，腐蚀过孔内的氧化硅应尽量减少腐蚀时间，避免大的侧钻。
子步骤E2：在SOI引线孔内溅射金属焊盘。
至此，完成如图1所示谐振式差压传感器的制作。
优选地，吸气剂槽180内的吸气剂采用钛基吸气剂。在其他实施例中，该吸气剂也可采用其他商用吸气剂，具体本发明不做限制。
至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明谐振式差压传感器及其制备方法有了清楚的认识。
综上所述，本发明提出一种高灵敏度谐振式差压传感器，在保证谐振器所处环境真空度的同时，提高差压灵敏度，减小静压灵敏度，且制作工艺简单，具有较好的推广应用价值。
此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。例如，刻蚀压力膜可用CMP工艺来代替；又例如，引线孔也可采用湿法腐蚀工艺制作，其中采用的氧化物介质层种类包括且不限于Al2O3、ZnO、MgO、SiO2。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。
贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。
在本公开中，术语“包括”和“含有”及其派生词意为包括而非限制；术语“或”是包含性的，意为和/或。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。并且，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高灵敏度谐振式差压传感器，其特征在于，包括：
传感器本体(100)，包括依次叠设的器件层(130)、绝缘层(120)和基底层(110)，其中，在基底层(110)的中央位置设有第一压力敏感膜，所述第一压力敏感膜两侧分别设置有引线孔(160)；在器件层(130)上与所述第一压力敏感膜对应的位置处分别设置有第一谐振器(140)和第二谐振器(150)，所述第一谐振器(140)和第二谐振器(150)的四周分别设置有接线端子(161-168)；绝缘层(120)用于隔开基底层(110)和器件层(130)；除了将基底层(110)中位于第一谐振器(140)和第二谐振器(150)下方的实现真空必需的部分保留之外，所述第一压力敏感膜仅在第一谐振器(140)和第二谐振器(150)下方位置保留一层较薄的小密封盖(178)，以密封第一谐振器(140)和第二谐振器(150)。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度谐振式差压传感器，其特征在于，所述高灵敏度谐振式差压传感器还包括盖板(200)，其中：
所述盖板(200)包括硅层(220)和玻璃层(210)，在硅层(220)上与所述第一压力敏感膜所对应的位置处形成第二压力敏感膜(221)；玻璃层(210)用于隔开硅层(220)和传感器本体(100)的器件层(130)；
所述盖板(200)通过阳极键合真空封装方式密封盖合于所述传感器本体(100)的器件层(130)的上部。
3.根据权利要求1所述的高灵敏度谐振式差压传感器，其特征在于，所述第一谐振器(140)和第二谐振器(150)的固有频率相同，且厚度比周围硅岛(171-176)略小，所述周围硅岛(171-176)是指在高灵敏度谐振式差压传感器上，除第一谐振器(140)、第二谐振器(150)以及接线端子(161-168)以外的区域。
4.根据权利要求1所述的高灵敏度谐振式差压传感器，其特征在于，在所述引线孔(160)内设置有金属薄膜焊盘，用于引出所述接线端子(161-168)的电信号；
所述器件层(130)上还设置有吸气剂槽(180)，用于溅射吸气剂以提高真空腔的真空度，且将传感器本体(100)的第一压力敏感膜、第一谐振器(140)和第二谐振器(150)集中在吸气剂槽(180)的同一侧；
所述吸气剂选用Ti基吸气剂。
5.根据权利要求1所述的高灵敏度谐振式差压传感器，其特征在于，所述第一谐振器(140)和第二谐振器(150)的结构均采用双谐振器、单谐振器或多谐振器结构；
所述第一谐振器(140)和第二谐振器(150)通过器件层(130)上的锚点(151-154)和器件层(130)上的第一压力敏感膜耦合在一起，通过盖板(200)上的玻璃层(210)和硅层(220)上的第二压力敏感膜(221)耦合在一起，用来感受第一压力敏感膜和第二压力敏感膜(221)的压力变化。
6.一种高灵敏度谐振式差压传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：在SOI的器件层上经过两次刻蚀，分别形成谐振器和吸气剂槽的结构，释放谐振器，并在吸气剂槽内溅射吸气剂；
步骤B：制作硅和玻璃盖板；
步骤C：利用阳极键合将所述盖板与所述SOI真空键合，将谐振器密封在真空腔室内；
步骤D：在SOI的基底层上刻蚀形成引线孔和第一压力敏感膜；
步骤E：在引线孔内制作金属薄膜焊盘。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A包括以下子步骤：
子步骤A1：在器件层上涂覆光刻胶，并通过光刻机对准光刻，形成谐振器图形；
子步骤A2：将光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀至自停止层，形成谐振器，随后去除SOI表面的光刻胶；
子步骤A3：再次在器件层上涂覆光刻胶，并通过光刻机对准光刻，暴露吸气剂槽和谐振器上方部分；
子步骤A4：将光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀至一定深度的器件层，形成吸气剂槽和高度略低于周围硅岛的谐振器，避免谐振器在后续的键合中和玻璃层键合在一起，随后去除SOI表面的光刻胶；
子步骤A5：利用浓H2SO4清洗硅片，利用气态HF酸腐蚀器件层下暴露的氧化硅，直到谐振器释放，使其可侧向振动；
子步骤A6：利用硬掩膜技术，在吸气剂槽内溅射Ti基吸气剂。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B包括以下子步骤：
子步骤B1：将硅和玻璃阳极键合在一起以制作盖板；
子步骤B2：通过减薄抛光工艺减薄玻璃以提高差压灵敏度；
子步骤B3：在硅上制作介质层薄膜，然后在此基础上涂覆光刻胶，利用光刻胶制作出第二压力敏感膜图形，去除第二压力敏感膜上的介质层薄膜；
子步骤B4：去除光刻胶，利用上述介质层薄膜做掩膜，DRIE/ICP刻蚀盖板硅，形成第二压力敏感膜。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤D包括以下子步骤：
子步骤Dl：在SOI基底层上制作介质层薄膜，在此基础上涂覆光刻胶，利用光刻胶制作出第一压力敏感膜图形，去除第一压力敏感膜上的介质层薄膜；
子步骤D2：在子步骤D1基础上涂覆光刻胶，利用光刻胶制作引线孔和基底层上不影响真空封装部分的绝大部分图形，去除引线孔和基底层不影响真空封装部分上的介质层薄膜；
子步骤D3：将上述光刻胶作为掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀引线孔和基底层上不影响真空封装部分的绝大部分图形至自停止层；
子步骤D4：去除光刻胶，利用上述图形化的介质层作为第二层掩膜，利用DRIE/ICP刻蚀基底层到一定的深度，形成密封谐振器的小密封盖和第一压力敏感膜。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤E包括以下子步骤：
子步骤E1：利用浓H2SO4清洗硅片，利用气态HF酸腐蚀引线孔内的氧化硅；
子步骤E2：在SOI引线孔内溅射金属焊盘。
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