一种台阶阵列阴极真空微电子压力传感器的制造方法

文档序号:8337703阅读:285来源:国知局
一种台阶阵列阴极真空微电子压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种传感器技术,特别是一种台阶阵列阴极真空微电子压力传感器。
【背景技术】
[0002]传统的真空微电子压力传感器具有灵敏度高、温度稳定性好和抗辐射等优点,但由于结构上的限制无法在进一步提高其性能。真空微电子压力传感器的阴阳极间距直接影响传感器的灵敏度和压力测量范围,减小阴阳极间距有利于提高传感器的灵敏度,但间距过小会限制传感器的压力测量范围,两者兼顾相互矛盾。在实际测量应用中,为了增强功能性与使用范围更需要进一步提高灵敏度和扩大量程,如何解决这一矛盾已成为难题。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是提供一种高灵敏度宽量程的台阶阵列阴极真空微电子压力传感器。其特点是将传统的平面阵列阴极真空微电子压力传感器的结构改变为台阶阵列阴极真空微电子压力传感器,提高了传感器的灵敏度和量程。
[0004]传统的平面阵列阴极真空微电子压力传感器如图1所示。I为阳极压力敏感膜;2为平面尖锥阵列阴极;3为真空腔;4为绝缘层。
[0005]本发明的台阶阵列阴极真空微电子压力传感器如图2所示。I为阳极压力敏感膜;2为尖锥阵列阴极;3为真空腔;4为绝缘层;5为凹进台阶。
[0006]如图1所示,传统的平面阵列阴极真空微电子压力传感器其发射尖锥是分布在同一平面上,传感器的阴阳极间距直接影响传感器的灵敏度和压力测量范围。减小阴阳极间距有利于提高传感器的灵敏度,但间距过小会限制传感器的压力测量范围,两者兼顾相互矛盾。
[0007]本发明的台阶阵列阴极真空微电子压力传感器(见图2)的阴极是有一个台阶,发射尖锥分布在台阶上下,从而解决了提高灵敏度和扩展量程相互限制的难题。
[0008]为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
[0009]I)阳极压力敏感膜I受压时的变形量取决于敏感膜的材料、厚度和面积;
[0010]2)台阶的高度以及台阶框包围的面积与阴极阵列总面积的比例要根据阳极敏感膜变形程度来设计,一般台阶高度为I?20 μ m、凹进台阶的边长与阴极阵列的外边长之比为 1/4 ?3/4 ;
[0011]3)阴阳极之间的场强要足够强,使得阴极能够产生电子发射,场强大小主要取决于阴阳极所加的电压、阴阳极间距以及阴极尖锥的曲率半径。在阳极压力敏感膜I与尖锥阵列阴极2之间是一真空腔3,阳极压力敏感膜I与尖锥阵列阴极2封接处有一绝缘层4。
【附图说明】
[0012]图1是传统平面阵列阴极真空微电子压力传感器的结构示意图
[0013]图2是本发明的台阶阵列阴极真空微电子压力传感器的结构示意图
【具体实施方式】
[0014]本发明的台阶阵列阴极真空微电子压力传感器,其台阶阵列尖锥阴极的制作工艺主要包括两部分:首先制作台阶,然后在台阶上下同时制作尖锥阵列,具体实施例如下:
[0015]1、清洗11〈100>单晶硅片;
[0016]2、热氧化生长S12100埃;
[0017]3、低压化学气相沉积(LPCVD)生长Si3N4100埃;
[0018]4、光刻台阶框;
[0019]5、反应离子刻蚀去除台阶框中的Si3N4 ;
[0020]6、缓冲氢氟酸(BHF)去除台阶框中S12 ;
[0021]7、去除光刻胶;
[0022]8、对台阶框中的硅进行化学腐蚀出台阶;
[0023]9、氢氟酸(H F)去除样品表面剩余的Si3N4和S12 ;
[0024]10、热氧化生长S12100埃;
[0025]11、低压化学气相沉积(LPCVD)生长Si3N4100埃;
[0026]12、在台阶上下同时光刻阵列;
[0027]13、反应离子刻蚀去除未受光刻胶保护的Si3N4 ;
[0028]14、缓冲氢氟酸(BHF)去除未受光刻胶保护的S12 ;
[0029]15、去除光刻胶;
[0030]16、对台阶上下的硅同时进行化学腐蚀出硅尖阵列。
【主权项】
1.一种台阶阵列阴极真空微电子压力传感器,其特征在于:包括阳极压力敏感膜(I);尖锥阵列阴极(2 );在阳极压力敏感膜(I)与尖锥阵列阴极(2 )之间的真空腔(3 );阳极压力敏感膜(I)与尖锥阵列阴极(2 )封接处的绝缘层(4 ),阴极呈台阶状。
【专利摘要】本发明公开了一种台阶阵列阴极真空微电子压力传感器,所述的传感器由阳极压力敏感膜、具有台阶的阴极、绝缘层和真空腔构成。传统的真空微电子压力传感器虽具有灵敏度高、温度稳定性好和抗辐射等优点,但由于传感器的阴极发射尖锥是分布在同一平面上,因而灵敏度的提高和量程的扩展都受到了限制。本发明的台阶阵列阴极真空微电子压力传感器,其特点是阴极有一个台阶,发射尖锥分布在台阶上下,有效地提高了传感器的灵敏度和量程。
【IPC分类】G01L9-00
【公开号】CN104655350
【申请号】CN201310578605
【发明人】鞠洪建
【申请人】大连康赛谱科技发展有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月15日
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