CN113188690B - 谐振压力传感器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种谐振压力传感器，包括：壳体；固定于壳体的壳体固定部；基底，其包括固定于壳体固定部的基底固定部以及与壳体固定部分离并从基底固定部延伸的基底分离部；第一谐振器，其被布置在基底分离部中，并基于由压力接收流体施加的静压导致的在基底中的应变来检测谐振频率的变化；以及处理器。压力接收流体夹在壳体固定部与基底之间的间隙中并包围基底。处理器基于检测到的谐振频率的变化来测量静压。

Description

谐振压力传感器
技术领域
本发明涉及一种谐振压力传感器。
背景技术
例如，传统上，谐振压力传感器采用一种配置，即通过隔膜接收作为测量目标的流体等的压力并通过检测由谐振器(布置在传感器的表面上)中产生的应变导致的谐振器的谐振频率变化来测量压力(例如，参见专利文献1和非专利文献1)。
此外，当测量流体等的绝对压力时，需要在隔膜的一侧布置已调节到预定压力值的压力基准室，并且需要在隔膜的另一侧施加作为测量目标的流体等的压力。
专利文献
专利文献1JP 5158160 B2
非专利文献
非专利文献1Three-dimensional Micromachining of Silicon PressureSensor Integrates Resonant Strain Gauge on Diaphragm,Sensors and Actuators A:Physical,Volume 21,Issues 1-3,p 146–150(1990年2月)
在非专利文献1教导的现有技术中，当向隔膜施加高静压时，其周边部分会变形。这减轻了在隔膜本身产生的应力。换句话说，谐振压力传感器产生所谓的气球效应，其中，高静压时的灵敏度似乎低于低静压时的灵敏度，因此存在作为压力传感器的输入和输出特性的线性度显著降低的问题。因此，存在例如在施加高静压的用途中难以获得高测量精度的问题。
发明内容
本发明的一个或多个实施例提供了一种谐振压力传感器。无论作为测量目标的流体等施加的静压大小如何，所述谐振压力传感器都提供高线性度，并且包括优异的测量精度。
根据一个或多个实施例的谐振压力传感器是一种设置有下列配置的谐振压力传感器：压力感测单元，其可以基于谐振频率的变化值来检测静压，其中所述压力感测单元包括固定于壳体的壳体固定部；基底部(即基底)，其在至少一个位置或多个位置处具有基底固定部，并且具有基底分离部，所述基底固定部固定于所述壳体固定部，所述基底分离部与所述壳体固定部离并从所述基底固定部延伸；压力接收流体，其夹在所述壳体固定部与所述基底部之间的间隙中并包围所述基底部；以及第一谐振器，其布置在所述基底分离部中，并基于根据所述压力接收流体施加的静压在所述基底部中产生的应变来检测谐振频率的变化值。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器的特征在于，在上述配置中，所述基底部具有悬臂结构，该悬臂结构的支撑点是所述基底固定部。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器的特征在于，在上述配置中，所述基底部具有应变缓解孔，该应变缓解孔设置为贯通所述基底部。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器的特征在于，在上述配置中，所述第一谐振器由包含杂质的半导体材料制成，所述杂质的浓度为1×1020cm-3或更高，并且所述杂质的原子半径小于作为基础材料的所述半导体材料的原子半径。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器的特征在于，在上述配置中，所述压力感测单元包括第二谐振器，该第二谐振器布置在所述基底部的基底分离部中，并基于根据所述压力接收流体施加的所述静压在所述基底部中产生的应变来检测谐振频率的变化值，并且所述第二谐振器具有的谐振频率的压力灵敏度与所述第一谐振器中的谐振频率的压力灵敏度不同。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器的特征在于，在上述配置中，所述压力感测单元具有设置于一个基底部或多个基底部的至少两个或更多个基底分离部，并且所述第一谐振器和所述第二谐振器分别布置在不同的基底分离部中。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器的特征在于，在上述配置中，所述第一谐振器和所述第二谐振器均由包含杂质的单晶硅材料制成，当单位是cm-3时，所述第一谐振器和所述第二谐振器中杂质的各自浓度为相差至少一个数量级或更多的值，并且所述第二谐振器的谐振频率的温度系数大于所述第一谐振器的谐振频率的温度系数。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器的特征在于，在上述配置中，所述第二谐振器沿所述基底部的厚度方向的厚度尺寸大于所述第一谐振器的厚度尺寸。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器的特征在于，在上述配置中，所述基底部具有基础基底以及支撑基底，所述基础基底具有所述基底固定部并且固定于所述壳体固定部，所述支撑基底与所述基础基底相连；所述支撑基底具有固定部以及分离部，所述固定部固定于所述基础基底，所述分离部与所述基础基底分离并从所述固定部延伸；并且所述压力接收流体夹在所述基础基底与所述支撑基底之间的间隙中并包围所述分离部。
根据本发明的一个或多个实施例的谐振压力传感器，采用了其中设置有所述基底部和所述第一谐振器的配置。所述基底部在至少一个位置或多个位置处具有所述基底固定部，该基底固定部固定于所述壳体固定部。所述基底部还具有所述基底分离部。第一谐振器布置在所述基底部的基底分离部中。此外，所述第一谐振器基于根据所述压力接收流体向所述基底部施加的静压产生的应变来检测谐振频率的变化值。这样，无论作为测量目标的流体等施加的静压大小如何，都可以获得高线性度，并且可以实现优异的测量精度。
附图说明
图1A和图1B是用于示意性地描述作为第一实施例的谐振压力传感器的图。图1A是示出了在液体被用作压力接收流体的情况下谐振压力传感器的整体配置的截面图，并且图1B是示出了在空气(大气)被用作压力接收流体的情况下谐振压力传感器的整体配置的截面图。
图2是用于示意性地描述作为第一实施例的谐振压力传感器的图；是图1A和图1B所示的压力感测单元的平面图。
图3是用于示意性地描述作为第一实施例的谐振压力传感器的图；是图2中A-A线处的截面图。
图4是用于示意性地描述作为第一实施例的谐振压力传感器的图；是图2中B-B线处的截面图。
图5是用于示意性地描述作为第一实施例的谐振压力传感器的图；是示出了谐振压力传感器中的信号处理操作的框图。
图6是用于示意性地描述作为第二实施例的谐振压力传感器的图；是示出了压力感测单元的平面图。
图7是用于示意性地描述作为第三实施例的谐振压力传感器的图；是示出了压力感测单元的平面图。
图8是用于示意性地描述作为第四实施例的谐振压力传感器的图；是示出了压力感测单元的平面图。
图9是用于示意性地描述作为第四实施例的谐振压力传感器的图；是图8中C-C线处的截面图。
图10是用于示意性地描述作为第四实施例的谐振压力传感器的图；是图8中D-D线处的截面图。
图11是用于示意性地描述作为第五实施例的谐振压力传感器的图；是示出了设置在基座上的压力感测单元的截面图。
图12是用于示意性地描述作为第五实施例的谐振压力传感器的图；是图11所示的压力感测单元的平面图。
具体实施方式
这里将参照附图来描述本发明的实施例。本领域的技术人员将认识到，使用本发明的教导可以实现许多可供选择的实施例，并且本发明不限于出于说明目的而在此示出的实施例。
下面适当地参照图1A、图1B至图12来描述根据一个或多个实施例的谐振压力传感器。
以下描述首先描述了根据本发明的一个或多个实施例的谐振压力传感器的概述，然后详细描述作为第一至第五实施例的谐振压力传感器。在此，根据本发明的一个或多个实施例的谐振压力传感器例如是在施加特别高的静压的用途中获得高测量精度的谐振压力传感器。
在下面的描述中，根据需要，参照图中示出的XYZ正交坐标系(原点的位置适当地变化)描述构件之间的位置关系。
根据一个或多个实施例的谐振压力传感器包括基底部和第一谐振器。基底部在至少一个位置或多个位置处具有基底固定部，该基底固定部固定于壳体固定部。基底部还具有基底分离部。第一谐振器被布置在基底部的基底分离部中。此外，第一谐振器的谐振频率基于根据压力接收流体向基底部施加的静压产生的应变而变化。
在一个或多个实施例的上述基本配置中，谐振压力传感器的周围环境(流体，其为测量目标)的压力(静压)通过压力传播隔壁构件传播到压力接收流体，并且该压力接收流体向基底部施加的压力各向同性地压缩基底部。这样就对基底分离部施加各向同性的压应力，但是对第一谐振器施加纵向的压应力。结果，第一谐振器的谐振频率改变。根据一个或多个实施例的谐振压力传感器通过测量该谐振频率来测量施加到谐振压力传感器的静压。
在测量大气的情况下，可能存在不使用上述压力传播隔壁构件的情况。在这种情况下，“大气”本身就是压力接收流体。
当使用压力传播隔壁构件作为压力接收流体和大气之间的隔膜时，例如，使用的是不容易受湿度影响的材料或不容易受风影响的材料。
同时，在具有常规配置的谐振压力传感器中，如上所述，与施加低静压时作为压力传感器的输入输出特性相比，由于气球效应，施加高静压时作为压力传感器的输入输出特性的线性度降低。这样，存在诸如不能获得高测量精度的问题。
相反，在根据一个或多个实施例的谐振压力传感器中，即使在测量高静压的情况下，如上所述，支撑基底经由压力接收流体被各向同性压力压缩。这样，原则上避免了显著降低输入和输出特性的线性度的气球效应。这使得无论作为测量目标的流体等施加的静压大小如何，都可以在大范围的静压下针对作为压力传感器的输入和输出特性获得高线性度，并且可以实现优异的测量精度。
<第一实施例>
下面参照图1A、图1B至图5详细说明第一实施例的谐振压力传感器。
图1A和图1B是示出了一个或多个实施例的谐振压力传感器1A、1B的截面图。图1A是示出了使用与测量目标不同的压力接收流体F(例如，液体或气体)的情况的图。图1B是示出了测量目标(例如，液体或气体)用作压力接收流体K的情况的图。此外，图2是示出了图1A和图1B所示的谐振压力传感器1A、1B中的压力感测单元的平面图。图3是图2中A-A线处的截面图，并且图4是图2中B-B线处的截面图。此外，图5是示出了谐振压力传感器1A、1B中的信号处理操作的框图。
[谐振压力传感器的配置]
一个或多个实施例的谐振压力传感器1A包括压力感测单元1，该压力感测单元1可以基于谐振频率的变化值来检测静压。谐振压力传感器1A还具有基础基底(壳体固定部)2、支撑基底(基底部)3以及压力接收流体F，该压力接收流体F夹在基础基底2与支撑基底3之间的间隙S中并包围支撑基底3。支撑基底3在至少一个位置或多个位置处具有固定部(基底固定部)31，该固定部(基底固定部)31固定于基础基底2。支撑基底3还具有分离部(基底分离部)32，该分离部(基底分离部)32与基础基底2分离并从固定部31沿与Z方向相交的方向(例如，X方向)延伸。基底部可以被称为基底。
此外，一个或多个实施例的谐振压力传感器1A具有第一谐振器4，该第一谐振器4布置在支撑基底3的分离部32中。第一谐振器4的谐振频率基于根据压力接收流体F向支撑基底3(分离部32)施加的静压产生的应变而变化。换句话说，由于压力接收流体F(经由分离部32)向支撑基底3(分离部32)施加静压，在第一谐振器4中产生应变，并且第一谐振器4的谐振频率基于该应变而变化。
此外，一个或多个实施例的谐振压力传感器1A包括第二谐振器5，该第二谐振器5布置在支撑基底3的分离部32中。第二谐振器5的谐振频率基于根据压力接收流体F向支撑基底3施加的静压产生的应变而变化的变化量(压力灵敏度)小于第一谐振器4中的谐振频率的变化量(压力灵敏度)。
在一个或多个实施例中，上述第一谐振器4具有检测压力的功能，并且上述第二谐振器5具有检测温度的功能。
为了给出更详细的描述，例如由于从一个电极输入交流电压(激励信号)，第一谐振器4被静电力激励。此外，通过在另一个电极和第一谐振器4之间施加直流电压，在第一谐振器4受到激励的情况下，由于该另一个电极与第一谐振器4之间的电容随时间变化，电流被输出到该另一个电极。经过电流-电压转换，此时从输出到该另一电极的电流获得了谐振压力传感器1A的输出电压。通过基于该输出电压对从该一个电极输入的激励信号施加适当的反馈，在第一谐振器4的谐振频率处获得稳定的自激励状态。该操作在图5的框图所示的模拟电路81内部实现。然后，模拟电路81将其输出电压输出至频率计数器82。
像第一谐振器4一样，由于从一个电极输入交流电压(激励信号)，第二谐振器5被静电力激励。此外，通过在另一个电极和第二谐振器5之间施加直流电压，在第二谐振器5受到激励的情况下，由于该另一个电极与第二谐振器5之间的电容随时间变化，电流被输出到该另一个电极。通过对输出到该另一个电极的该电流进行电流-电压转换来获得谐振压力传感器1A的输出电压，并通过基于该输出电压对从该一个电极输入的激励信号施加适当的反馈，在第二谐振器5的谐振频率处获得稳定的自激励状态。该操作在图5的框图所示的模拟电路84内部实现，该模拟电路84将其输出电压输出至频率计数器85。
接下来，在图5所示的频率计数器82中，对从模拟电路81输入的输出电压进行频率测量。然后，频率计数器82将基于第一谐振器4的检测信号作为频率计数值的数字信号输出至计算单元83(处理器)。
与此相结合，在图5所示的频率计数器85中，对从模拟电路84输入的输出电压进行频率测量，并且像上述频率计数器82一样，频率计数器85将基于第二谐振器5的检测信号作为频率计数值的数字信号输出至计算单元83。
之后，在计算单元83中，计算与从频率计数器82输入的数字信号相对应的压力值，并且计算与从频率计数器85输入的数字信号相对应的压力值。这些压力值被输出到外部。此时，计算单元83将从频率计数器85输入的数字信号(即，其频率取决于来自第二谐振器5的压力感测单元1的内部温度的数字信号)用作温度校正信号，并根据基于该信号所确定的的压力感测单元1内部温度对压力感测单元1的检测结果进行温度校正。
通过以上操作，基于在谐振压力传感器1A中的第一谐振器4和第二谐振器5中产生的谐振频率的变化获得压力值，该压力值反映根据压力感测单元1内部温度的校正。
以上描述了使用第一谐振器4和第二谐振器5测量压力的一个或多个实施例，但是在一个或多个实施例中，也可以仅使用第一谐振器4来测量压力。
在所示示例中，将支撑基底3配置为：固定部31是固定端，分离部32是自由端，并且压力感测单元1大致为在一个点处进行支撑的悬臂结构。
在所示示例中，在支撑基底3上形成的堆叠结构的表面30上，进一步设置外壳6以覆盖该表面30。
基础基底2是压力感测单元1的基底，并且由诸如单晶硅晶片的半导体基底制成。支撑基底3的固定部31固定于该基础基底2的表面20侧。此外，在基础基底2的平面图中，在基础基底2的表面20中除了周围部分以外的区域(与分离部32相对的区域)中布置凹部20a。如下面详细描述的，在一个或多个实施例中，这确保了在基础基底2与支撑基底3的分离部32之间有间隙S(供压力接收流体F(K)进入)。根据本发明的一个或多个实施例的谐振压力传感器不限于通过在基础基底中设置凹部来确保在基础基底与分离部之间具有供压力接收流体进入的间隙的配置。例如，谐振压力传感器可以具有通过以比固定部的厚度更小的厚度形成分离部来确保在基础基底与分离部之间有间隙(供压力接收流体进入)的配置。
基础基底2可以由例如热膨胀系数、弹性常数等与支撑基底3相接近的材料制成，这将在下面详细描述。可以由这些特性都相同的材料(相同的材料)制成。如上所述，由于通过对这些基底中的每一个使用特性相似的材料，支撑基底3直接与基础基底2键合，因此在施加的压力、环境温度等导致材料变形的情况下，变形量大致相等。这减少了由于基础基底2和支撑基底3之间的变形量差异而在键合界面处产生的应力等。因此，对于谐振压力传感器1，可以获得温度特性、滞后现象、长期稳定性等改善的效果。
支撑基底3是支撑第一谐振器4和第二谐振器5的基底，这些将在下面详细描述。支撑基底3具有固定于基础基底2的固定部31以及分离部32，该分离部32通过间隙S与在基础基底2的表面20中设置的凹部20a在Z方向上分离，并从固定部31沿与Z方向相交的方向(例如，X方向)延伸。如上所述，支撑基底3由键合到基础基底2的固定部31以及与基础基底2分离的分离部32构成悬臂结构。
支撑基底3具有与基础基底2的表面20键合的固定部31。另外，支撑基底3包括侧壁部33，在该支撑基底3的平面图中，侧壁部33形成为以大致呈U字状的方式从固定部31延伸，并被布置成包围分离部32。该侧壁部33也是压力感测单元1的侧壁，并且像固定部31一样，该侧壁部33与基础基底2的表面20键合。此外，在支撑基底3中，分离部32大致形成为与侧壁部33分离同时被该侧壁部33包围的舌状，并且具有悬臂的功能(参照附图中的X方向和Y方向)。此外，分离部32在平面图中大致形成为矩形，并且从固定部31沿图中的X方向以大致相同的截面形状(大体上均匀地)延伸。
此外，分离部32在图中的Z方向上的厚度(即支撑基底3在层叠方向上的厚度)在图中的X方向和Y方向上均恒定。
第一谐振器4和第二谐振器5(将在下文详细描述)沿着分离部32的延伸方向平行地布置在支撑基底3的分离部32的顶端(固定部31的相对侧上的端部)附近的位置。在所示示例中，第一谐振器4和第二谐振器5分别布置在活性层3c(其设置在形成支撑基底3的支撑层3a上)的位置，并且分别以在第一谐振器4和第二谐振器5周围保持预定空隙C的状态进行设置。
此外，与第一谐振器4以及第二谐振器5电连接并且用于将这些谐振器中的每一个的检测信号发送到外部控制设备的焊盘35a、35b、35c、35d、35e、35f被布置在表面30上、支撑基底3的固定部31侧的位置。尽管这些焊盘35a至35f的材料并没有特别限制，例如，可以没有任何限制地采用常规已知的铝焊盘等。
此外，如图2所示，在一个或多个实施例中，焊盘35a、35c分别连接到电极36a和电极36c，并且焊盘35b经由电极36b连接到第一谐振器4。此外，焊盘35d、35f分别连接到电极36d和电极36f，并且焊盘35e经由电极36e连接到第二谐振器5。在此，在一个或多个实施例中，如图4中的焊盘35b与电极36b之间的连接结构所示，每个焊盘和每个电极通过将每个焊盘布置在贯通外壳6以及TEOS氧化膜3e(将在下文描述)的孔部分中进行电连接。
也可以没有任何限制地将本领域中常规使用的导电材料用作上述电极36a至36f中的每一个的材料。
在一个或多个实施例中，使用焊盘35a、35b、35c以及电极36a、36b、36c从外部提供用于激励第一谐振器4的激励信号，并且由第一谐振器4产生的第一检测信号(其频率取决于压力和温度的信号)被输出到外部。此外，使用焊盘35d、35e、35f以及电极36d、36e、36f从外部提供用于激励第二谐振器5的激励信号，并且由第二谐振器5产生的第二检测信号(其频率仅取决于压力或取决于压力和温度的信号)被输出到外部。
尽管对支撑基底3的材料没有特别限制，但是如上所述，支撑基底3可以由其特性与基础基底2(其与该支撑基底3的固定部31直接键合)的特性相似的材料制成，或可以由相同的材料制成。细节在下面给出，但是作为支撑基底3，可以采用由诸如单晶硅晶片的半导体基底制成的基底。
此外，如在图3的截面图所示的层状结构中，嵌入式氧化膜3b、活性层3c、杂质扩散层3d以及TEOS(四乙氧基硅烷)氧化膜3e依次堆叠在形成一个或多个实施例的支撑基底3的支撑层3a上，形成所谓的SOI(绝缘体上硅)结构。此外，在图3等所示的示例中，第一谐振器4和第二谐振器5形成于在支撑层3a上形成的上述层状结构中的活性层3c的位置。
形成支撑基底3的支撑层3a是掺杂有杂质的单晶硅，并且是具有约1×1018至1×1019(cm-3)的均匀硼浓度的层。此外，支撑层3a在上述SOI结构中用作基础。
嵌入式氧化膜3b是在支撑基底3的支撑层3a上形成的绝缘膜，并且是构成支撑层3a的单晶硅受到氧化处理而形成的。嵌入式氧化膜3b具有使上述电极彼此电绝缘(使电极36a和电极36c彼此绝缘，并且使电极36d和电极36f彼此绝缘)的功能。
活性层3c是掺杂的单晶硅，并且是具有例如约1×1017至1×1018(cm-3)的均匀硼浓度的层。
杂质扩散层3d是作为杂质的硼(B)以高浓度在活性层3c中扩散的层。
此外，TEOS氧化膜3e是使用四乙氧基硅烷(TEOS气体)作为材料、从已形成为扩散层3d的活性层3c形成的氧化硅膜。像嵌入式氧化膜3b一样，TEOS氧化膜3e用作使上述电极彼此电绝缘(使电极36a和电极36c彼此绝缘，并且使电极36d和电极36f彼此绝缘)的绝缘膜。
第一谐振器4是一个或多个实施例的谐振压力传感器1中的压力检测谐振器，并且布置在支撑基底3的分离部32中。
如图2至图5所示，通过对形成活性层3c(其设置在形成支撑基底3的支撑层3a上)的单晶硅进行加工，以直线状的形式形成第一谐振器4，并且使第一谐振器4在活性层3c的位置处沿Z方向形成。
第一谐振器4被布置成在Y方向上介于电极36a与电极36c之间。
此外，确保第一谐振器4周围在Y方向和Z方向上有预定空隙C，并且第一谐振器4形成为双支撑梁结构，其中X方向上的两个端部均被支撑。
此外，通过外壳6将周围的空隙C保持在真空状态，将第一谐振器4真空密封在支撑基底3与外壳6之间，这将在下面详细说明。
此外，第一谐振器4由从电极36a输入的激励信号激励，并且从电极36c输出其频率取决于所施加压力的信号。
换句话说，在第一谐振器4中产生根据压力接收流体F(K)向支撑基底3施加的静压的应变，并且如上所述，第一谐振器4的谐振频率基于该应变而变化的变化值作为频率信号，经由图5中的框图所示的模拟电路81输出至频率计数器82。在频率计数器82中，对从模拟电路81输入的输出电压进行频率测量，并将作为频率计数值的数字信号输出至计算单元83。然后，在计算单元83中，计算与从频率计数器82输入的数字信号相对应的压力值。
在压力感测单元1中，布置第一谐振器4，使得可以通过上述配置对作用在该压力感测单元1上的静压(各向同性压力)进行检测。
在一个或多个实施例中，第一谐振器4由包含杂质的半导体材料制成，杂质的浓度为1×1020(cm-3)或更高，并且杂质的原子半径小于作为基础材料的硅的原子半径。
为了给出更详细的描述，作为第一谐振器4中包含的杂质，例如，可以提及硼(B)和磷(P)。在这种情况下，由于原子半径小于构成第一谐振器4的硅的杂质替代了该硅，所以第一谐振器4变形以放松此晶格应变。然而，由于第一谐振器4的固定端4a、4b是固定的，所以预先在第一谐振器4上作用/施加了拉应力。结果，通常，在高压静压下，当没有施加拉应力时，第一谐振器4有可能在第一谐振器4的固定端4a、4b中产生的压应力下弯曲并失去其压力测量功能。相反，在一个或多个实施例的压力感测单元1中，预先施加了拉应力，通过该拉应力可以抵消作用在该压力感测单元1上的压应力。这样可以防止第一谐振器4弯曲，并且使压力测量功能得以维持。
在此，描述了一种情况，其中，例如将其中含有的杂质硼的浓度为1×1020(cm-3)或更高，且杂质的原子半径小于基础硅材料的原子半径的半导体材料用于在上述非专利文献1中教导的在平面图中具有H形的谐振器(H形谐振器；参见非专利文献1中的图1A和1B)。
即使在例如设置有非专利文献1的H形谐振器的谐振压力传感器中，通过在形成谐振器的选择性外延步骤中引入浓度为1×1020(cm-3)或更高的硼，也可以在防止谐振器弯曲的同时实现可以测量高静压的压力传感器。
在一个或多个实施例的谐振压力传感器1A中设置的压力感测单元1中，从能够提高作为压力传感器的灵敏度和测量精度的观点出发，第一谐振器4在分离部32中的布置位置可以是分离部32在图2所示的X方向上的长度的一半以上且三分之二以下的位置，起点为固定部31和分离部32之间的连接位置。
第二谐振器5是一个或多个实施例的谐振压力传感器1A中的温度检测谐振器。像用于压力检测的第一谐振器4一样，第二谐振器5布置在支撑基底3的分离部32中。在图2等所示的示例中，第二谐振器5以与第一谐振器4平行(沿X方向延伸)且在Y方向上与第一谐振器4分离的方式进行布置。此外，第二谐振器5布置在分离部32中、与第一谐振器4在Y方向上对称的位置处。
换句话说，如图2至图5所示，通过对形成活性层3c(其设置在形成支撑基底3的支撑层3a上)的单晶硅进行加工，以沿X方向延伸的直线状的形式形成第二谐振器5，并且使第二谐振器5在活性层3c的位置处沿Z方向形成。
第二谐振器5被布置成在Y方向上介于电极36d与电极36f之间。
此外，像第一谐振器4一样，确保第二谐振器5周围在Y方向和Z方向上有预定空隙C，并且第二谐振器5形成为双支撑梁结构，其中在X方向上的两个端部均被支撑。
此外，像第一谐振器4一样，通过由外壳6将周围的空隙C保持在真空状态，将第二谐振器5真空密封在支撑基底3与外壳6之间，这将在下面详细说明。
此外，第二谐振器5被从电极36d输入的激励信号激励，并且以与第一谐振器4不同的压力灵敏度从电极36f输出其频率取决于压力的信号，作为压力测量时的温度校正信号。
第一谐振器4和第二谐振器5的谐振频率根据压力以及根据按照压力感测单元1的内部温度(大致等于第一谐振器4的温度和第二谐振器5的温度)的杨氏模量变化或材料之间的线性膨胀系数的差异而变化。此外，在一个或多个实施例中，由于第二谐振器5中的谐振频率的压力灵敏度小于第一谐振器4的谐振频率的压力灵敏度，可以基于第二谐振器5的谐振频率的变化值与第一谐振器4的谐振频率的变化值之间的差值来确定压力感测单元1的内部温度(温度检测信号)。然后，可以基于所确定的内部温度和第一谐振器4的谐振频率的变化值(压力检测信号)来确定施加于压力感测单元1的更精确的压力值。
在此，上述“谐振频率的压力灵敏度”是每单位压力的谐振频率的变化量，其单位例如是“Hz/Pa”。此外，当将谐振频率的压力灵敏度表示为变化率时，其单位例如为“ppm/Pa”。
此外，在一个或多个实施例的谐振式压力传感器1A中设置的压力感测单元1中，从作为压力传感器提高温度检测精度并且还有助于改善灵敏度以及测量精度的观点出发，像第一谐振器4一样，第二谐振器5在分离部32中的布置位置可以是分离部32在图2所示的X方向上的长度的一半以上且三分之二以下的位置，起点为固定部31和分离部32之间的连接位置。
外壳6布置在支撑基底3上，并且在图3等所示的示例中，外壳6布置成覆盖TEOS氧化膜3e的表面30，该TEOS氧化膜3e布置在支撑层3a上的堆叠结构的最上层。此外，如上所述，外壳6真空密封第一谐振器4和第二谐振器5。换句话说，在外壳6密封于第一谐振器4和第二谐振器5的周围设置的空隙C的同时，外壳6与上述表面30键合。
外壳6的材料没有特别限制，但是例如可以使用多晶硅。
图1A和图1B所示的封装的谐振压力传感器1A或谐振压力传感器1B通过容纳位于壳体50内部的压力感测单元1以及压力接收流体F或压力接收流体K来配置。
通过构成压力感测单元1的各个构件(如基础基底2和支撑基底3)被保护在外壳50的内部并且在外壳50内容纳压力接收流体F、K，从外部(即测量目标)施加的压力被传输到支撑基底3。
此外，壳体50在谐振压力传感器1A、1B中用作基础。在所示示例中，基座53布置在内底部上，在基座53上设置压力感测单元1。
作为壳体50，可以使用例如由氧化铝等陶瓷或科瓦合金(Kovar)、SUS316L或因科镍合金(Inconel)等金属形成的箱状构件。
此外，虽然在图1A和图1B中省略了图示，但是在壳体50中布置了多个端子部分。该多个端子部分通过未示出的金属线与在壳体50容纳的压力感测单元1中设置的焊盘35a至35f电连接。此外，多个端子部分用于连接到外部设备。
图1A所示的谐振压力传感器1A容纳位于壳体50内部的压力接收流体F，该压力接收流体F通过压力传播隔壁构件52与测量目标隔离。例如，谐振压力传感器1A用于在施加来自流体的高静压的状态下测量静压(压力)。在所示示例中，谐振压力传感器1A在壳体50的顶板部分中设置的通孔51中设置压力传播隔壁构件52。作为该压力传播隔壁构件，可以没有任何限制地采用在本领域中常规使用的金属材料、树脂材料等。
同时，图1B所示的示例中的谐振压力传感器1B在壳体50内容纳作为测量目标流体的压力接收流体K。例如，谐振压力传感器1B在测量大气等的一般用途中使用。以这种方式，图1B所示的谐振压力传感器1B未设置压力传播隔壁构件等，并且通孔51处于向外部大气开放的状态。
[谐振压力传感器的操作]
接下来，简要描述上述谐振压力传感器1A的操作。
首先，当静压经由压力接收流体F作用于压力感测单元1时，该压力被施加到支撑基底3，并且该支撑基底3的至少一部分(除固定部31之外的部分；在一个或多个实施例中，指分离部32)以大体上各向同性的方式被压缩。此时，在第一谐振器4中产生根据分离部32的压缩(施加到支撑基底3的压力)的应变，并且第一谐振器4的谐振频率基于该应变而变化。与之结合，在第二谐振器5中产生根据分离部32的压缩(施加到支撑基底3的压力)的应变，并且第二谐振器5的谐振频率基于该应变而变化。
第一谐振器4由于从电极36a输入的激励信号而谐振，并且如上所述，基于上述应变产生的谐振频率变化值作为频率信号经由图5所示的模拟电路81被输出到频率计数器82。在频率计数器82中，对从模拟电路81输入的输出电压进行频率测量，并将作为频率计数值的数字信号输出至计算单元83。
此外，在第一谐振器4进行上述压力测量的同时，压力感测单元1可以通过将其频率取决于来自第二谐振器5的内部温度的信号用作温度校正信号，根据基于该信号所确定的压力感测单元1的内部温度对压力感测单元1的检测结果进行温度校正。换句话说，第二谐振器5由于从电极36d输入的激励信号而谐振，并且如上所述，基于根据分离部32的压缩的应变而产生的谐振频率变化值作为频率信号经由模拟电路84被输出到频率计数器84。在频率计数器85中，对从模拟电路84输入的输出电压进行频率测量，并将作为频率计数值的数字信号输出至计算单元83。
然后，在计算单元83中，计算与从频率计数器82输入的数字信号相对应的压力值，并且计算与从频率计数器85输入的数字信号相对应的压力值。此时，计算单元83将从频率计数器85输入的数字信号(其频率取决于来自第二谐振器5的内部温度)用作温度校正信号，并根据基于该信号所确定的的压力感测单元1的内部温度对压力感测单元1的检测结果进行温度校正。
通过以上操作，基于在第一谐振器4和第二谐振器5中产生的谐振频率的变化获得压力值，该压力值反映根据压力感测单元1的内部温度的温度校正。
如上所述，在一个或多个实施例中，也可以仅使用第一谐振器4来测量压力，而无需使用第二谐振器5来进行温度校正。
如上所述，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器1A，至少设置有：支撑基底3，其具有固定于基础基底2的固定部31以及分离部32；以及第一谐振器4，其被布置在支撑基底3的分离部32处，并且具有基于根据压力接收流体F向支撑基底3施加的静压产生的应变而变化的谐振频率。这使得无论作为测量目标的液体、气体等施加的静压大小如何，都可以获得高线性度以及优异的测量精度。
<第二实施例>
下面在适当地主要参照图6的同时详细说明第二实施例的谐振压力传感器。
在对第二实施例的谐振压力传感器的描述中，与上述第一实施例的谐振压力传感器1A共享的配置在图中用相同的附图标记表示，并且可以省略其详细描述。
此外，在图6中，仅示出了设置在第二实施例的谐振压力传感器中的压力感测单元10，省略了例如壳体和压力接收流体的图示。
图6是用于描述第二实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10的平面图。如图6所示，一个或多个实施例的谐振压力传感器与上述第一实施例的谐振压力传感器的区别在于，在压力感测单元10中设置的支撑基底(基底部)3A具有设置为贯通该支撑基底3A的应变缓解孔37。
应变缓解孔37被布置成在Z方向上贯通支撑基底3A中的分离部(基底分离部)32A以及外壳6。此外，在支撑基底3A的平面图中，所示示例中的应变缓解孔37被布置在第一谐振器4与第二谐振器5之间。
根据一个或多个实施例的谐振压力传感器，由于在支撑基底3A中布置了应变缓解孔37，所以可以通过该应变缓解孔37吸收可以经由固定部31从基础基底2传播到分离部32A的应变以及可以在分离部32A中传播的应变。这样就抑制(减少)了可以经由固定部31从基础基底2传播到分离部32A的应变以及可以在分离部32A中传播的应变，使得能够成为测量误差因素的这些应变传播得以减少，并且使得第一谐振器4和第二谐振器5的谐振频率所指示的变化更能反映静压。
因此，更显著地获得了上述获得高线性度以及优异的测量精度的效果。
<第三实施例>
下面主要参照图7详细说明第三实施例的谐振压力传感器。
同样在对第三实施例的谐振压力传感器的描述中，与上述第一和第二实施例的谐振压力传感器共享的配置在图中用相同的附图标记表示，并且可以省略其详细描述。
此外，同样在图7中，像图6所示的第二实施例的谐振压力传感器一样，仅示出了在第三实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10A，省略了壳体和压力接收流体等的图示。
图7是用于描述在第三实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10A的平面图。如图7所示，一个或多个实施例的谐振压力传感器与上述第一和第二实施例的谐振压力传感器1A等的不同之处在于，在压力感测单元10A中设置的支撑基底(基底部)3B中，第一谐振器4和第二谐振器5分别布置在不同的分离部(基底分离部)32B或分离部(基底分离部)32C中。
换句话说，在一个或多个实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10A中，支撑基底3B包括两个分离部32B、32C，并且第一谐振器4和第二谐振器5分别布置在其中。
具体而言，在一个或多个实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10A具有作为基底分离部的分离部32B和分离部32C。用于压力检测的第一谐振器4布置在分离部32B中，并且用于温度检测的第二谐振器5布置在分离部32C中。
分离部32B和分离部32C在Y方向上分离的同时彼此平行设置。此外，分离部32B和分离部32C对齐以大致位于相同的位置，并且在其延伸方向(X方向)上具有相同的尺寸。
根据一个或多个实施例的谐振压力传感器，因为如上所述，第一谐振器4和第二谐振器5分别布置在独立设置的分离部32B或分离部32C中，所以不太可能发生谐振-能量转移等。
因此，可以进一步抑制压力测量中的误差。
在图7所示的示例中，示出了在一个支撑基底3B中设置两个分离部32B、32C的配置，但是本发明不限于此。例如，可以在一个支撑基底(基底部)中设置三个或更多的分离部(基底分离部)。此外，例如，可以采用一种在设置多个支撑底部(基底部)时使分离部分别(独立地)设置于每个支撑基底的配置，即一种具有设置于多个支撑基底的至少两个或更多个分离部的配置。
<第四实施例>
下面主要参照图8至图10详细说明第四实施例的谐振压力传感器
同样在对第四实施例的谐振压力传感器的描述中，与上述第一、第二和第三实施例的谐振压力传感器共享的配置在图中用相同的附图标记表示，并且可以省略其详细描述。
此外，同样在图8至图10中，像图6和图7所示的第二和第三实施例的谐振压力传感器一样，仅示出了在第四实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10B，省略了壳体和压力接收流体等的图示。
图8是用于描述在第四实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10B的平面图，图9是图8中C-C线处的截面图，图10是图8中D-D线处的截面图。
在图8至图10所示的一个或多个实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10B中，第一谐振器4和第二谐振器5由单晶硅材料制成。此外，当单位为(cm-3)时，压力感测单元10B中的第一谐振器4和第二谐振器5中各自的杂质浓度是相差至少一个数量级或更多的值。此外，压力感测单元10B被配置为使得第二谐振器5的谐振频率的温度系数大于第一谐振器4的谐振频率的温度系数。在此，上述谐振频率的温度系数是每单位温度的谐振频率变化率，其单位例如是(ppm/℃)。
更具体而言，在一个或多个实施例的谐振压力传感器中，例如，当由单晶硅材料制成的第一谐振器4和第二谐振器5中的一个的杂质浓度为[a×10n(cm-3)]时，这些谐振器中的另一个的杂质浓度为[a×10n-1(cm-3)]以下或[a×10n+1(cm-3)]以上。
一个或多个实施例的谐振压力传感器被配置为通过一处理流程(其图示已省略)使谐振频率的温度系数不同，其中高浓度杂质在第一谐振器4中发生扩散，在第二谐振器5不进行杂质扩散。换句话说，在一个或多个实施例中，在图8所示的支撑基底3的非扩散区R(即第二谐振器5附近的区域)中不进行杂质扩散。
更具体而言，如图9所示，在一个或多个实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10B中，在支撑基底3中的第一谐振器4的周围形成杂质扩散层3d，而不在第二谐振器5的周围形成杂质扩散层3d。这使得压力感测单元10B具有其中第一谐振器4和第二谐振器5之间的杂质浓度大大不同的配置。
通常已知，谐振器的谐振频率的温度系数根据谐振器中包含的杂质的浓度和类型、构成谐振器的材料的晶体取向以及在压力测量中使用的谐振器的共振模式而变化。在一个或多个实施例中，如上所述，通过设置第一谐振器4与第二谐振器5之间的杂质浓度[cm-3]相差至少一个数量级或更多来使第二谐振器5的谐振频率的温度系数大于第一谐振器4的谐振频率的温度系数。换句话说，在一个或多个实施例中，当谐振压力传感器经受温度变化时，这意味着第二谐振器5的谐振频率的变化量变得大于第一谐振器4的谐振频率的变化量。换句话说，因为第二谐振器5的温度灵敏度变得高于第一谐振器4的温度灵敏度，所以在使用第一谐振器4的压力测量中，可以高精度地进行根据使用第二谐振器5的温度测量的温度校正(使用从两个谐振器(第一谐振器4和第二谐振器5)的谐振频率计算出的内部温度进行的温度校正)。因此，提高了使用第一谐振器4进行压力测量时的温度校正精度。
作为一个示例，描述了一种情况，其中硼(B)被用作杂质；在由单晶硅材料制成的支撑基底3中，布置有第一谐振器4的区域(构成第一谐振器4的材料)的晶体取向为<110>方向，且晶片表面的法向为<100>方向；固定端4a、4b处的基本谐振为晶片中的面内谐振模式。在上述条件下，当使第一谐振器4的杂质浓度为约1020(cm-3)并且使第二谐振器5的杂质浓度为约1018(cm-3)时，第一谐振器4中的谐振频率的温度系数变为约-10(ppm/℃)，在第二谐振器5中变为约-30(ppm/℃)。换句话说，因为第二谐振器5的温度灵敏度变得高于第一谐振器4的温度灵敏度，所以在使用第一谐振器4的压力测量中，可以高精度地进行根据使用第二谐振器5的温度测量的温度校正。因此，提高了使用第一谐振器4进行压力测量时的温度校正精度。
此外，在一个或多个实施例中，尽管省略了详细图示，但是第二谐振器5沿着支撑基底3的厚度方向的厚度尺寸大于第一谐振器4的厚度尺寸。换句话说，第二谐振器5在支撑基底3的堆叠方向(即，Z方向)上的厚度尺寸大于第一谐振器4的厚度尺寸。采用该配置进一步提高了第二谐振器5对内部温度的测量精度，并且还提高了温度校正精度。结果，压力感测单元1对压力的测量精度也提高了。
其中第二谐振器5的厚度尺寸大于第一谐振器4的厚度尺寸的上述配置取决于下述制造工艺的条件。
例如，当如上所述将杂质以高浓度引入到第一谐振器4中时，首先，为了防止杂质被引入到形成第二谐振器5的区域中，在该区域形成由热氧化膜制成的掩模。
接下来，使用气体材料或玻璃镀层材料在第一谐振器4上形成杂质扩散源，然后，在1000℃或更高的高温下在第一谐振器4中引入并且扩散杂质。因为通常在暴露硅表面的面上进行供氧的同时执行高温下在第一谐振器4中引入并且扩散杂质的该过程，所以硅被氧化，从而形成氧化硅膜。
作为上述过程的结果，上述第一谐振器4的厚度尺寸变得小于活性层的原始厚度。同时，第二谐振器5的厚度尺寸变得等于活性层的原始厚度。这导致第二谐振器5的厚度尺寸变得大于第一谐振器4的厚度尺寸。
在一个或多个实施例中描述的“沿着支撑基底(基底部)3的厚度方向的厚度尺寸”是支撑基底3的堆叠方向，并且是指图中的Z方向上的厚度方向。
<第五实施例>
下面主要参照图11和图12详细说明第五实施例的谐振压力传感器。
同样在对第五实施例的谐振压力传感器的描述中，与上述第一至第四实施例的谐振压力传感器共享的配置在图中用相同的附图标记表示，并且可以省略其详细描述。
此外，同样在图11和图12中，像图6至图10所示的第二至第四实施例的谐振压力传感器一样，仅示出了在第五实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10C，省略了壳体和压力接收流体等的图示。
图11是用于简要描述在第五实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10C的截面图，图12是其平面图。图11是图12中E-E线处的截面图。
如图11所示，在根据一个或多个实施例的谐振压力传感器中，具有基础基底(基底部)2A以及支撑基底(支撑部)3C的压力感测单元10C还设置有基座(固定基底(壳体固定部))53，基础基底2A固定在该基座上。
此外，在根据一个或多个实施例的谐振压力传感器中设置的压力感测单元10C中，基础基底2A在至少一个位置或多个位置处具有固定部(基底固定部)21，该固定部21固定于基座53的表面53a。基础基底2A还具有分离部(基底分离部)22、23，该分离部22、23与基座53在Z方向上以距离S相分离并从固定部21沿着表面53a(与Z方向相交的方向；例如，X方向)延伸。在所示示例中，基础基底2A被配置为悬臂结构，其中固定部21是支撑点，分离部22和分离部23是自由端。
此外，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器被配置为使得压力接收流体(其图示已在图11中省略)包围基础基底2A(分离部22和分离部23)，同时夹在基座53与基础基底2A之间的间隙S中。
同样在图11和图12所示的一个或多个实施例的谐振压力传感器中，像图8至图10所示的第四实施例的谐振压力传感器一样，在支撑基底3C中的第一谐振器4的周围形成有杂质扩散层3d。同时，在第二谐振器5的周围不形成杂质扩散层3d。
根据一个或多个实施例的谐振压力传感器，通过采用上述配置，其中基础基底2A包括固定部21和分离部22、23(像在第一至第四实施例中描述的谐振压力传感器一样)，第一谐振器4的谐振频率基于根据压力接收流体向支撑基底3C施加的静压产生的应变而变化。这使得无论作为测量目标的液体、气体等施加的静压大小如何，都可以获得高线性度和优异的测量精度。
同时，如上所述，一个或多个实施例的谐振压力传感器被配置为使得基础基底2A具有相对于基座53的分离部22、23。这样，支撑基底3C可以设置有第一至第四实施例中描述的分离部，但是不需要设置有这样的分离部。图11示出了在支撑基底3C和基础基底2A的凹部20a之间也设置有分离部。
像基础基底和支撑基底一样，可以没有任何限制地将诸如单晶硅晶片的材料用作基座53。
在根据一个或多个实施例的谐振压力传感器中，如在所示示例中，可以在基础基底2A的分离部22、23的至少一部分中设置贯通基础基底2A的凹形应变隔离槽24和应变隔离孔25中的至少一个。在所示示例中，凹形应变隔离槽24被布置在分离部22的一个位置中，以便朝着基座53侧开口，并且应变隔离孔25被布置在分离部23的一个位置中。
在一个或多个实施例中，因为上述的应变隔离槽24和应变隔离孔25设置在基础基底2A中，可以经由基础基底2A(分离部22和分离部23)从基座53向支撑基底3C传播的应变以及可以在基础基底2A中传播的应变被应变隔离槽24或应变隔离孔25吸收。这样能够抑制(降低)经由基础基底2A(分离部22和分离部23)从基座53向支撑基底3C传播的应变以及可以在基础基底2A中传播的应变。这样，可以减小可能成为测量误差因素的这些应变传播的影响，并且第一谐振器4和第二谐振器5的谐振频率指示更能反映静压的变化。因此，更显著地获得了上述获得高线性度以及优异的测量精度的效果。
<其他配置>
上面描述了本发明的实施例。然而，这些实施例仅作为示例进行说明，并不限定本发明的范围。这些实施例可以以其他各种形式来实现，并且可以在不脱离本发明的主旨的范围内以各种省略、替换和修改的方式进行应用。这些实施例及其变型包含在本发明的范围和主旨内，并且同样包含于在专利权利要求范围及其等同范围内陈述的发明中。
例如，在上述实施例中，在支撑基底或基础基底中的分离部具有所谓的悬臂结构，该悬臂结构由基础基底或基座(固定的基底)在一个固定部处进行支撑，但本发明不限于此。例如，也可以采用在两个或更多的固定部处对分离部进行支撑的配置。
此外，在根据一个或多个实施例的谐振压力传感器中采用的配置(其中支撑基底包括分离部，该分离部在其自身与基础基底之间有间隙，并且谐振器被布置在该分离部中)也可以应用于例如设置有在平面图中为H形的谐振器(H形谐振器；例如，参见上述非专利文献1中的图1A和图1B)的谐振压力传感器。例如，通过在作为支撑基底3、3A、3B、3C的分离部32、32A、32B、32C且被外壳6真空密封的空间中设置上述H形谐振器来代替在上述实施例中描述的谐振器，可以获得与上述实施例类似的作用和效果。
无论作为测量目标的液体等施加的静压大小如何，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器都可以具有高线性度和优异的测量精度。因此，根据一个或多个实施例的谐振压力传感器在其中施加高静压的用途中特别有用。
尽管本公开仅针对有限数量的实施例进行了描述，但是本领域的技术人员在受益于本公开的情况下将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下可以设计各种其他实施例。因此，本发明的范围应该仅由所附权利要求来限定。
参考字符列表
1A、1B...谐振压力传感器
1、10、10A、10B、10C...压力感测单元
2...基础基底(壳体固定部)
2A...基础基底(基底部/基底)
20...表面
20a...凹部
21...固定部(基底固定部)
22、23...分离部(基底分离部)
24...应变隔离槽
25...应变隔离孔
3、3A、3B、3C...支撑基底(基底部/基底)
3a...支撑层
3b...嵌入式氧化膜
3c...活性层
3d...杂质扩散层
3e...TEOS氧化膜
30...表面
31...固定部(基底固定部)
32、32A、32B、32C...分离部(基底分离部)
33...侧壁部
35a、35b、35c、35d、35e、35f...焊盘
36a、36b、36c、36d、36e、36f...电极
37...应变缓解孔
R...非扩散区
4...第一谐振器
4a、4b...固定端
5...第二谐振器
5a、5b...固定端
6...外壳
50...壳体
51...通孔
52...压力传播隔壁构件
53...基座(固定基底(壳体固定部))
53a...表面
S...间隙
C...空隙
F、K...压力接收流体

Claims (8)

1.一种谐振压力传感器，包括：
壳体；
壳体固定部，其固定于所述壳体；
基底，包括：
基底固定部，其固定于所述壳体固定部；以及
基底分离部，其与所述壳体固定部分离并从所述基底固定部延伸；
第一谐振器，其被布置在所述基底分离部中，并基于由压力接收流体施加的静压导致的在所述基底中的应变来检测谐振频率的变化；以及
处理器，其基于所检测到的谐振频率的变化来测量所述静压，其中，
所述压力接收流体夹在所述壳体固定部与所述基底之间的间隙中并包围所述基底，
所述第一谐振器由包含杂质的半导体材料制成，
所述杂质的浓度为1×1020 cm-3或更高，并且
所述杂质的原子半径小于所述半导体材料的原子半径。
2.根据权利要求1所述的谐振压力传感器，其中，所述基底具有悬臂结构，该悬臂结构的支撑点是所述基底固定部。
3.根据权利要求1所述的谐振压力传感器，其中，所述基底具有贯通所述基底的应变缓解孔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的谐振压力传感器，还包括：
第二谐振器，其被布置在所述基底中，其中，
所述第二谐振器基于由所述压力接收流体施加的静压导致的在所述基底中的应变来检测谐振频率的变化，并且
所述第二谐振器具有的所述谐振频率的压力灵敏度不同于所述第一谐振器的所述谐振频率的压力灵敏度。
5. 根据权利要求4所述的谐振压力传感器，其中，
所述基底还包括另一个基底分离部，并且
所述第二谐振器被布置在所述另一个基底分离部中。
6.根据权利要求4所述的谐振压力传感器，其中，
所述第一谐振器和所述第二谐振器由包含杂质的单晶硅材料制成，
当单位为cm-3时，所述第一谐振器中的杂质浓度与所述第二谐振器中的杂质浓度相差一个或多个数量级，并且
所述第二谐振器具有的所述谐振频率的温度系数大于所述第一谐振器的所述谐振频率的温度系数。
7.根据权利要求4所述的谐振压力传感器，其中，沿着所述基底的厚度方向，所述第二谐振器的厚度尺寸大于所述第一谐振器的厚度尺寸。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的谐振压力传感器，其中，
所述基底还包括：
基础基底，其包括所述基底固定部并固定于所述壳体固定部；
支撑基底，其与所述基础基底相连；
固定部，其固定于所述基础基底；以及
分离部，其与所述基础基底分离并从所述固定部延伸，并且
所述压力接收流体夹在所述基础基底与所述支撑基底之间的间隙中并包围所述分离部。
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