CN114136507A - 一种无线无源声表面波压力传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线无源声表面波压力传感器及其制备方法，此传感器具体包括衬底，所述衬底的中部位置设置有压力空腔；所述衬底的上表面设有压电薄膜，所述压电薄膜的上表面设置有第一声表面波器件，所述压电薄膜的下表面设置有第二声表面波器件，所述第一声表面波器件和第二声表面波器件均为压力感应器件且正对于所述压力空腔，SAW传播方向沿所述压电薄膜长度方向。制备方法为：在压电薄膜基片的两侧制备第一声表面波器件和第二声表面波器件；在硅片上制备压力空腔，形成衬底；将声表面波器件与具有压力空腔的硅片进行键合，得到声表面波压力传感器。本发明具有高灵敏度及高分辨率等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及压力传感器技术领域，具体涉及一种无线无源声表面波压力传感器及其制备方法。
背景技术
目前，压力传感器包括应变式、压阻式、电容式压力传感器和无线无源式。应变式、压阻式和电容式压力传感器在实际使用中一般都需要外围电路，并采用有线测量。若要实现无线测量，则需要安装无线模块。这样，传感器端需要信号处理模块，也需要供电，这增加了传感器的尺寸，极大地限制了传感器使用。在无线无源式传感器中，声表面波传感器具有成本低、灵敏度高、可靠性好、体积小易集成、响应快、无线传输距离远、可ID标记、可在恶劣环境下使用等诸多优势。
声表面波压力传感器是利用器件的输出信号频率随压力的扰动而变化的特性来进行压力测量。其压力敏感流程如图1所示。当压力施加到压电基片上时，压电基片的应力分布会发生变化，这样会引起基片变形，同时使得基片的弹性模量与密度发生微小的变化。基片形变进而使得谐振器的尺寸变化，而基片弹性模量与密度的变化则会导致波速变化。谐振器的尺寸变化与波速变化最终引起谐振器的中心频率偏移，通过对偏移量的测试即可感知压力的变化。
目前，声表面波压力传感器加工如图2所示，依次经过基片预清洗、薄膜沉积、涂胶、前烘、曝光、显影、后烘、刻蚀及去胶。这种声表面波压力传感器器件只在单面做了器件加工，其分辨率以及灵敏度较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高灵敏度、高分辨率的无线无源声表面波压力传感器及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种无线无源声表面波压力传感器，包括衬底，所述衬底的中部位置设置有压力空腔；所述衬底的上表面设有压电薄膜，所述压电薄膜的上表面设置有第一声表面波器件，所述压电薄膜的下表面设置有第二声表面波器件，所述第一声表面波器件和第二声表面波器件均为压力感应器件且正对于所述压力空腔，SAW传播方向沿所述压电薄膜长度方向。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述压电薄膜采用具有压电效应的本征材料，也可采用沉积了压电材料的一般基底。
所述压电薄膜的上表面依次设置有第一粘附层和第一保护层，所述第一声表面波器件位于所述第一粘附层上且位于所述第一保护层内。
所述压电薄膜的下表面依次设置有第二粘附层和第二保护层，所述第二声表面波器件位于所述第二粘附层上且位于所述第二保护层内。
还包括第三声表面波器件，所述第三声表面波器件位于所述压电薄膜的上表面或下表面，且位于无形变的压力空腔支撑区，所述第三声表面波器件为温度感应器件，SAW传播方向垂直于压力感应器件的SAW传播方向。
所述第一声表面波器件包括第一叉指换能器、第一反射器和第二反射器，第二声表面波器件包括第二叉指换能器、第三反射器和第四反射器。
本发明还公开了一种如上所述的无线无源声表面波压力传感器的制备方法，包括步骤：
在压电薄膜基片的两侧制备第一声表面波器件和第二声表面波器件；
在硅片上制备压力空腔，形成衬底；
将声表面波器件与具有压力空腔的硅片进行键合，得到声表面波压力传感器。
作为上述技术方案的进一步改进：
在压电薄膜基片的两侧制备第一声表面波器件和第二声表面波器件的具体过程为：
1.1、基片的预清洗；
1.2、基片减薄；
1.3、基片双面沉积粘附层；
1.4、基片一侧涂胶；
1.5、前烘，用于去除胶中水汽减少流动性；
1.6、基片的另一侧涂胶；
1.7、再前烘；
1.8、分别对基片的两个面进行光刻；
1.9、显影；
1.10、后烘；
1.11、分别对基片的两个面进行电极沉积，形成第一声表面波器件和第二声表面波器件；
1.12、沉积保护层。
在步骤1.11中，在基片的上表面进行电极淀积得到第三声表面波器件，所述第三声表面波器件为温度感应器件。
压力空腔制备过程为：
2.1、硅片标准清洗；
2.2、沉积阻挡层，用于湿法刻蚀保护图形不受刻蚀液刻蚀；
2.3、涂胶；
2.4、前烘，用于去除胶中水汽减少流动性；
2.5、光刻；
2.6、显影；
2.7、后烘；
2.8、刻蚀，对阻挡层进行选择性刻蚀，刻蚀深度为暴露出硅片即可；
2.9、去胶，去除光刻胶为刻蚀做准备；
2.10、刻蚀。
在2.8和2.10中，所述刻蚀为干法刻蚀或湿法刻蚀。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的无线无源声表面波压力传感器，其双面声表面波压力感应器件加工是沿压电薄膜对称的，具备压力空腔的压电薄膜在受力时，上表面受拉(受压)，则下表面受压(受拉)，因此通过计算对称的声表面波压力感应器件的相应叠加结果，具有高灵敏度、高分辨率的特点。
本发明在压电薄膜的上表面制备第三声表面波器件(温度感应器件)，其SAW传播方向垂直于压力感应器件的SAW传播方向，通过对接收的压力感应声表面波器件与温度感应声表面波器件的差分计算，解决温度干扰问题，达到温度差分补偿的目的，提高传感器的温度稳定性。
附图说明
图1为现有声表面波压力传感器的工作原理图。
图2为现有声表面波压力传感器的制备流程图。
图3为本发明的声表面波压力传感器在实施例的结构图。
图4为本发明中的第一声表面波器件和第三声表面波器件在实施例的结构图。
图5为本发明中的第二声表面波器件在实施例的结构图。
图6为本发明的制备方法在实施例的流程图。
图例说明：1、衬底；2、第二保护层；3、压电薄膜；4、第一保护层；5、第二粘附层；6、第一粘附层；7、第一声表面波器件；71、第一叉指换能器；72、第一反射器；73、第二反射器；8、第二声表面波器件；81、第二叉指换能器；82、第三反射器；83、第四反射器；9、第三声表面波器件；91、第三叉指换能器；92、第五反射器；93、第六反射器。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图3所示，本发明实施例的无线无源声表面波压力传感器，包括衬底1、第一声表面波器件7、第二声表面波器件8和第三声表面波器件9，衬底1正中位置设有压力空腔，衬底1的上表面设有压电薄膜3(压电薄膜3采用具有压电效应的本征材料，也可采用沉积了压电材料的一般基底)，压电薄膜3的上表面依次设置有第一粘附层6和第一保护层4，第一声表面波器件7和第三声表面波器件9均位于第一粘附层6上且位于第一保护层4内；压电薄膜3的下表面依次设置有第二粘附层5和第二保护层2，第二声表面波器件8位于第二粘附层5上且位于第二保护层2内。其中第一声表面波器件7与第二声表面波器件8为压力感应器件，SAW传播方向沿压电薄膜3长度方向，第三声表面波器件9为温度感应器件，其SAW传播方向垂直于压力感应器件的SAW传播方向。另外第一声表面波器件7和第二声表面波器件8，位置相对且结构相同。
如图4和图5所示，第一声表面波器件7分别由第一叉指换能器71、第一反射器72和第二反射器73组成，第二声表面波器件8由第二叉指换能器81、第三反射器82和第四反射器83组成，第三声表面波器件9分别由第三叉指换能器91、第五反射器92和第六反射器93组成，结构简单。
本发明的无线无源声表面波压力传感器，其双面声表面波压力感应器件加工是沿压电薄膜3对称的，具备压力空腔的压电薄膜3在受力时，上表面受拉(受压)，则下表面受压(受拉)，因此通过计算对称的声表面波压力感应器件的相应叠加结果，具有高灵敏度、高分辨率的特点。
另外，基片受到外界压力作用产生应变，同时压电薄膜3的弹性系数以及密度等物理参数发生变化，引起声表面波的传播速度以及波长改变，进而引起传感器谐振频率变化。值得注意的是，由于传感器服役环境复杂，诸如温度、磁场、湿度等物理量的影响均可改变声表面波谐振频率。故在压电薄膜3的上表面或下表面制备第三声表面波器件9(温度感应器件)，第三声表面波器件9位于压力空腔的支撑区(非正对压力空腔，避免压电薄膜3形变对测量温度的影响)，其SAW传播方向垂直于压力感应器件的SAW传播方向，通过对接收的压力感应声表面波器件与温度感应声表面波器件的差分计算，解决温度干扰问题，达到温度差分补偿的目的，提高传感器的温度稳定性。
如图6所示，本发明实施例还公开了一种如上所述的无线无源声表面波压力传感器的制备方法，主要分为声表面波器件制备、压力空腔制备以及键合三个阶段：
1、声表面波器件的制备：
1.1、基片的预清洗选用标准清洗即可，基片材料选用铌酸锂(LiNbO3)、石英(SiO2)、钽酸锂(Li Ta O3)、硅酸镓镧(LGS)等，或者选用沉积了压电材料(如氧化锌)的一般基底如硅、陶瓷、碳化硅等；
1.2、减薄，一般基片厚度标准的厚度在几百微米，为保证基片承力时的应变与设计相符，根据设计对基片进行减薄处理，选用的厚度在40μm～100μm之间；
1.3、双面沉积粘附层，该工序需要分为两次沉积基片的双面粘附层，选用磁控溅射、离子束溅射、热蒸发等PVD方法沉积粘附层，粘附层选用Cr、Ti等利于粘附的材料，沉积厚度选用100nm～500nm(厚度取决于粘附材料)；
1.4、涂胶，涂胶可选用正胶或负胶，由光刻板是阳板还是阴板决定；
1.5、前烘，前烘用于去除胶中水汽减少流动性，前烘时间和温度由涂胶中光刻胶选择决定；
1.6、涂胶，进行基片的另一面的涂胶，与第1.4步工序相同；
1.7、前烘，与第1.5步一致；
1.8、双面光刻，双面光刻分为两次光刻，分别对基片的两个面进行光刻，可选用接近式曝光或步进式曝光，具体曝光参数由光刻胶决定；
1.9、显影，显影时间与显影也得选择由光刻胶决定；
1.10、后烘，后烘时间与后烘温度取决于光刻胶的选择；
1.11、沉积电极，由于电极处于基片材料的两个面，因此分别对基片的材料的两个面进行电极沉积，沉积材料选用Cu、Ni、Al、Au、Pt等金属，电极厚度一般选用200nm～1μm；
1.12、保护层沉积，保护层用于保护电极不受外界环境损伤，一般选用SiO2、SiN等材料进行保护处理，保护层厚度选用200nm～1μm；
在第1步中，也可以通过制备好的压力感应器件与温度感应器件贴片、键合等方式与基底粘接实现双面声表面波器件的制备。
2、压力空腔制备：
2.1、硅片标准清洗，硅片采用标准清洗如RCA标准清洗；
2.2、沉积阻挡层，阻挡层用于湿法刻蚀保护图形不受刻蚀液刻蚀，选用CVD或PVD方式沉积阻挡层，阻挡层一般选用SiN或SiO2与SiN复合膜，沉积厚度一般为100nm～500nm，优选LPCVD氮化硅、干氧生长二氧化硅；
2.3、涂胶，涂胶可选用正胶或负胶，由光刻板是阳板还是阴板决定；
2.4、前烘，前烘用于去除胶中水汽减少流动性，前烘时间和温度由涂胶中光刻胶选择决定；
2.5、光刻，光刻可选用接近式曝光或步进式曝光，具体曝光参数由光刻胶决定；
2.6、显影，显影时间由光刻胶决定；
2.7、后烘，后烘时间与后烘温度取决于光刻胶的选择；
2.8、干法刻蚀，干法刻蚀采用ICP或RIE等干法刻蚀方式对阻挡层进行选择性刻蚀，刻蚀深度为暴露出硅片即可；
2.9、去胶，通过丙酮去除光刻胶为湿法刻蚀做准备；
2.10、湿法刻蚀，湿法刻蚀相对干法刻蚀具有成本低、刻蚀质量好等优点，此处湿法刻蚀可以选用温度50℃～80℃浓度30％～70％的KOH溶液、温度50℃～80℃浓度10％～30％的TMAH(四甲基氢氧化铵)等湿法刻蚀溶液；当然，在其它实施例中也可以采用干法刻蚀来代替湿法刻蚀；
3、最终将制备的声表面波器件与压力空腔进行键合完成声表面波压力传感器的制备，键合可采用阳极键合、共晶键合等方式完成，此处优选阳极键合。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无线无源声表面波压力传感器，其特征在于，包括衬底(1)，所述衬底(1)的中部位置设置有压力空腔；所述衬底(1)的上表面设有压电薄膜(3)，所述压电薄膜(3)的上表面设置有第一声表面波器件(7)，所述压电薄膜(3)的下表面设置有第二声表面波器件(8)，所述第一声表面波器件(7)和第二声表面波器件(8)均为压力感应器件且正对于所述压力空腔，SAW传播方向沿所述压电薄膜(3)长度方向。
2.根据权利要求1所述的无线无源声表面波压力传感器，其特征在于，所述压电薄膜(3)的上表面依次设置有第一粘附层(6)和第一保护层(4)，所述第一声表面波器件(7)位于所述第一粘附层(6)上且位于所述第一保护层(4)内。
3.根据权利要求2所述的无线无源声表面波压力传感器，其特征在于，所述压电薄膜(3)的下表面依次设置有第二粘附层(5)和第二保护层(2)，所述第二声表面波器件(8)位于所述第二粘附层(5)上且位于所述第二保护层(2)内。
4.根据权利要求1或2或3所述的无线无源声表面波压力传感器，其特征在于，还包括第三声表面波器件(9)，所述第三声表面波器件(9)位于所述压电薄膜(3)的上表面或下表面，且位于无形变的压力空腔支撑区，所述第三声表面波器件(9)为温度感应器件，SAW传播方向垂直于压力感应器件的SAW传播方向。
5.根据权利要求1或2或3所述的无线无源声表面波压力传感器，其特征在于，所述第一声表面波器件(7)包括第一叉指换能器(71)、第一反射器(72)和第二反射器(73)，第二声表面波器件(8)包括第二叉指换能器(81)、第三反射器(82)和第四反射器(83)。
6.一种如权利要求1～5中任意一项所述的无线无源声表面波压力传感器的制备方法，其特征在于，包括步骤：
在压电薄膜(3)基片的两侧制备第一声表面波器件(7)和第二声表面波器件(8)；
在硅片上制备压力空腔，形成衬底(1)；
将声表面波器件与具有压力空腔的硅片进行键合，得到声表面波压力传感器。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在压电薄膜(3)基片的两侧制备第一声表面波器件(7)和第二声表面波器件(8)的具体过程为：
1.1、基片的预清洗；
1.2、基片减薄；
1.3、基片双面沉积粘附层；
1.4、基片一侧涂胶；
1.5、前烘，用于去除胶中水汽减少流动性；
1.6、基片的另一侧涂胶；
1.7、再前烘；
1.8、分别对基片的两个面进行光刻；
1.9、显影；
1.10、后烘；
1.11、分别对基片的两个面进行电极沉积，形成第一声表面波器件(7)和第二声表面波器件(8)；
1.12、沉积保护层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤1.11中，在基片的上表面进行电极淀积得到第三声表面波器件(9)，所述第三声表面波器件(9)为温度感应器件。
9.根据权利要求6或7或8所述的制备方法，其特征在于，压力空腔制备过程为：
2.1、硅片标准清洗；
2.2、沉积阻挡层，用于湿法刻蚀保护图形不受刻蚀液刻蚀；
2.3、涂胶；
2.4、前烘；
2.5、光刻；
2.6、显影；
2.7、后烘；
2.8、刻蚀，对阻挡层进行选择性刻蚀，刻蚀深度为暴露出硅片即可；
2.9、去胶，去除光刻胶为刻蚀做准备；
2.10、刻蚀。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在2.8和2.10中，所述刻蚀为干法刻蚀或湿法刻蚀。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3878477A (en) * | 1974-01-08 | 1975-04-15 | Hewlett Packard Co | Acoustic surface wave oscillator force-sensing devices |
| JPS61220514A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波共振子 |
| US20070113658A1 (en) * | 2005-09-16 | 2007-05-24 | Stmicroelectronics S.R.L. | Surface acoustic wave pressure sensor |
| CN201499143U (zh) * | 2009-09-07 | 2010-06-02 | 南阳瑞普电子有限公司 | 具有保护层的声表面波滤波器叉指换能器 |
| CN102279210A (zh) * | 2011-07-29 | 2011-12-14 | 吉林大学 | 纳米纤维和粒子粘附层的双敏感层气体传感器及制备方法 |
| CN103134606A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-05 | 常州智梭传感科技有限公司 | 差分式声表面波温度传感器 |
| CN104101451A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-10-15 | 电子科技大学 | 双敏感源声表面波传感器 |
| US20170363584A1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-21 | AAC Technologies Pte. Ltd. | Saw magnetic sensor and manufacturing method for same |
| CN107907205A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-04-13 | 中国科学院声学研究所 | 一种无线无源声表面波振动传感器 |
| CN111337166A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-06-26 | 电子科技大学 | 一种新型绝对压声表面波压力传感器的制备方法 |
| CN113595525A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-02 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种射频声表面波滤波器 |
-
2021
- 2021-12-07 CN CN202111488949.7A patent/CN114136507A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3878477A (en) * | 1974-01-08 | 1975-04-15 | Hewlett Packard Co | Acoustic surface wave oscillator force-sensing devices |
| JPS61220514A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Kazuhiko Yamanouchi | 弾性表面波共振子 |
| US20070113658A1 (en) * | 2005-09-16 | 2007-05-24 | Stmicroelectronics S.R.L. | Surface acoustic wave pressure sensor |
| CN201499143U (zh) * | 2009-09-07 | 2010-06-02 | 南阳瑞普电子有限公司 | 具有保护层的声表面波滤波器叉指换能器 |
| CN102279210A (zh) * | 2011-07-29 | 2011-12-14 | 吉林大学 | 纳米纤维和粒子粘附层的双敏感层气体传感器及制备方法 |
| CN103134606A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-05 | 常州智梭传感科技有限公司 | 差分式声表面波温度传感器 |
| CN104101451A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-10-15 | 电子科技大学 | 双敏感源声表面波传感器 |
| US20170363584A1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-21 | AAC Technologies Pte. Ltd. | Saw magnetic sensor and manufacturing method for same |
| CN107907205A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-04-13 | 中国科学院声学研究所 | 一种无线无源声表面波振动传感器 |
| CN111337166A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-06-26 | 电子科技大学 | 一种新型绝对压声表面波压力传感器的制备方法 |
| CN113595525A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-02 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种射频声表面波滤波器 |
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