专利名称：一种微型膜片式加速度传感器的本体及制造方法
技术领域：
本发明涉及微型惯性传感器的本体及制造方法，特别是涉及一种基于纳米材料的微型膜片式加速度传感器的本体结构及其制造方法。
背景技术：
加速度传感器是惯性导航、运动参数和姿态测量中重要的传感器，特别是微型加速度传感器，具有尺寸小、重量轻、成本低、便于集成、可批量生产等优点，在航空航天、军事、汽车等领域有着广泛的应用前景。
近年来，随着微机械加工技术的飞速发展，出现了多种微型加速度传感器，根据测量方式不同可分为压阻应变型、力平衡型、电容型、力平衡电容型、压电型、隧道型、热传导型、自动锁存型、多轴集成型以及加速度计阵列等等，并向高精度、集成化的方向发展。
本发明属于压阻应变型的加速度计，这类加速度计产生较早，结构简单可靠，通过压阻元件的弯曲变形造成其自身电阻值的改变，引起惠斯登电桥输出相应的电压信号(陶宝祺等.电阻应变式传感器.国防工业出版社，1993.)。一般微型压阻应变型加速度计的结构常用悬臂梁或支承梁，传统的压阻元件是采用贴片或微加工技术扩散于梁结构之上，受温度影响大，需要电路补偿。
纳米材料是目前材料科学研究的一个热点，相应发展起来的纳米技术则被公认为是21世纪最具有前途的科研领域并将引起一场新的工业革命。纳米材料包括的种类繁多，按照空间维数区分，属于零维材料的有纳米颗粒与粉体，一维的有纳米管、纳米线、以及属于二维材料的纳米带和纳米薄膜等等。由于特征尺度为纳米，纳米材料具有独特的电学特性、机械特性以及尺寸效应、表面效应、量子效应等常规材料不具有的纳效应(朱静等.纳米材料和器件.清华大学出版社，2003.)。例如，碳纳米管具有很高的杨氏模量、抗拉强度它的理论抗拉强度是钢的100倍，而密度仅为钢的1/6，化学性质稳定，不易与其它物质发生反应，并且机械强度高、韧性好。并且根据螺旋度及直径的不同，碳纳米管可以表现出金属性、半导体性和半金属性。已有研究表明，碳纳米管的电导率随应变增加发生大幅度下降(当应力变化3.2％，电导率减小2个数量级)，且载流能力很大，电阻的温度系数极小(Thomas W.Tombler，Chongwu Zhou，Leo Alexseyev.Reversibleelectromechanical characteristics of carbon nanotubes under local-probe manipulation.Nature，2000，405(6)769～772)。因此，利用纳米材料独特的性质并结合目前的微型敏感结构，为超高灵敏度传感器的研究提供了一个新的思路。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种在硅膜片上生长一维或二维纳米材料作为敏感元件，与上、下盖封装组成微纳结合的传感器本体结构，利用纳米材料灵敏度高、温度系数小等新效应，实现膜片式加速度传感器的高精度测量。
本发明的目的之二在于，提供一种具有微纳结合特点的微型膜片式加速度传感器本体结构的制备方法。
本发明提供的微型膜片式加速度传感器的本体，包括膜片，金电极和引线封装结构；其特征还包括上盖、下盖、位于膜片上的质量块，以及在膜片上分布排列的一维或二维纳米材料；其中在所述的膜片中心设置一厚度为10μm-250μm，半径为50μm-6mm的圆形质量块；在膜片的周边有一凸起圆环，其圆环宽为100μm-10mm，厚度为10μm-250μm；在凸起圆环内侧和质量块外侧相对称处分别设置两对或M对一维或二维纳米材料；所述的上盖或下盖与硅膜片直径大小相同，在其周边有一凸起圆环，其圆环高度为10μm-500μm，宽度与膜片的凸起圆环相同，并在上盖或下盖内腔中心处设置一凸起保护块，该保护块高度为1μm-100μm，半径为50μm-6mm；在膜片和一维或二维纳米材料上制作N对金电极和引线；膜片处于上盖、下盖之间，键合在一起，并采用压焊工艺引出导线。
在上述的技术方案中，所述的膜片、上盖和下盖用硅片制作，三者直径相同。
在上述的技术方案中，所述的膜片的半径为100μm-10mm。
在上述的技术方案中，所述的N对金电极，其中N为整数。
在上述的技术方案中，所述的一维或二维纳米材料，包括碳或金属化合物(例如氧化锌、氧化镓、氮化镓等)形成的纳米管、纳米线和纳米带，其长度为10nm-100μm；所述的M对一维或二维纳米材料的M为2以上的正整数。
在上述的技术方案中，所述的一维或二维纳米材料在膜片上的位置分布，根据质量块受到加速度信号后引起的膜片上各点径向和切向应变的数值来布置。
本发明还提供微型膜片式加速度传感器本体的制造工艺，包括以下步骤1)选取双面抛光的硅片3块，分别作为下盖，上盖和膜片的基片，用热氧法分别在下盖，上盖的一面，和在作膜片的基片的两面生长二氧化硅掩模层7；2)在步骤1)生长有二氧化硅掩模的基片上、下表面，采用光刻图形化和各向异性刻蚀工艺，制作中间凸出的一圆形质量块，和在该硅片的圆周刻蚀成凸起一圆环，质量块和圆环之间的薄膜厚度为1μm-50μm；3)溶解掉硅片上的二氧化硅掩模层，得到带有质量块的膜片；4)在步骤3)制作好的膜片表面均匀生长一层二氧化硅作为电气绝缘层，保证后续制作的电极和引线能够实现正常功能；5)将步骤1)制作好的带有二氧化硅层的下盖和上盖分别以光刻胶作为掩膜，采用RIE技术刻蚀二氧化硅，形成二氧化硅掩模层，刻蚀完毕后去胶；6)将步骤5)得到的下盖和上盖进行各向异性刻蚀，在硅片表面刻蚀出10μm-400μm深的坑，然后去掉二氧化硅掩模层7；7)在下盖和上盖表面生长300nm二氧化硅，光刻图形化，形成中间保护块的加工掩膜；采用各向异性刻蚀，加工深度1μm-100μm，形成10μm-500μm的坑；去除二氧化硅掩模层7；8)利用离心力诱导，制作纳米敏感元件(a)取步骤4)制好的膜片，选择中间膜片层的对应位置开始操作；(b)利用氧化铝作为掩膜，在膜片上蒸镀5nm厚的四对铁膜作为生长碳纳米管的催化剂，每对铁膜的距离为10nm-100μm；(c)使整个微结构以中心为轴旋转，在离心力的诱导下，利用化学气相沉积(以下简称CVD)法在铁膜间生长出碳纳米管，或纳米线、纳米带等敏感元件；(d)利用光刻图形化，并采用金属溅射工艺，在膜片上生长的碳纳米管两端制作N对金电极和引线，其中N为整数，金电极宽度1μm-10μm，厚度300nm，每对电极的距离为10nm-100μm；通过引线将N对纳米敏感元件两端的电极按照电桥形式连接，并在中间膜片层的外凸起圆环处排列为两个外电源端口(正、负极)和两个信号输出端口；9)将做好的带有质量块的膜片、上盖和下盖键合在一起，并采用压焊工艺引出导线，完成传感器本体的制作。
一维或二维纳米材料固定于膜片上的方法，包括原位直接催化生长或将单独制备的纳米材料移植至膜片之上。
所述的原位直接催化生长一维或二维纳米材料的方法，包括在膜片的电极间定向生长出作为检测元件的纳米材料，同时使整个微结构以中心为轴旋转，在离心力的诱导下，利用化学气相沉积方法在电极间生长出纳米材料。
所述的原位直接催化生长一维或二维纳米材料的方法，包括在微结构上制作一个微槽，并在微槽的两个侧面制作一对电极。在电极间加一定的电压，使产生的电场方向与要生长的纳米材料的方向一致，在电场力的诱导下，利用化学气相沉积方法在电极间生长出纳米材料。
带有质量块的中间膜片是传感器本体的核心部分，根据不同场合的需要，质量块的半径可以设计为50μm-6mm，相应的，膜片的半径可以在100μm-10mm选择。纳米敏感元件的尺寸根据膜片尺寸而变，一般在10nm-100μm之间。传感器本体的上、下盖的作用是将中间膜片进行封装，并对膜片上的质量块提供过载保护，防止膜片由于变形量过大而造成断裂失效。
以图1的圆形膜片为例，上述微型膜片式加速度传感器的具体组成和检测原理说明如下尺度为纳米量级的纳米材料可精确测量膜片上极小范围内的应变，因此，纳米材料的排布显得非常重要。如果膜片采用各向同性材料，设膜片的内径和外径分别为b和a，膜片上各点的径向应变的分布曲线如图2。从图中可知，径向应变在r＝b时达到正的最大值(设拉应变为正)，r＝a时达到负的最大值，在[b，a]区间有一点的应变为零。
根据图2的应变分布状态，如果采用四个纳米材料(R1、R2、R3和R4)作为敏感元件，可将它们沿径向对称的分布在膜片的r＝b和r＝a处(如图1所示)。当外界加速度作用到质量块时，质量块将带动圆形膜片产生竖直方向的位移，从而使纳米材料产生径向应变R1和R3的应变为正值，R2和R4的应变为负值。为了便于显示和记录应变值的大小，可把纳米材料由于应变产生的电阻变化转换为电压或电流的变化，实现这种变换最常用的一种方法是采用电桥电路。图3是直流电桥电路的简化图，4个电阻R1～R4分别代表4个纳米材料的电阻。电桥的一个对角线接入工作电压U，则另一个对角线为输出电压U0。设膜片的厚度为t，泊松比为μ，Kd为纳米材料的应变灵敏系数，M为运动部分的等效质量，E为膜片材料的杨氏膜量，则电桥的输出电压U0与四个纳米材料的总应变ε及加速度a的关系为U0=UKd4(ϵ1-ϵ2+ϵ3-ϵ4)=UKd4ϵ=3UKd(1-μ2)(lna-lnb)Ma2πEt2]]>由上式可知，加速度信号与纳米材料组成的直流电桥的输出电压成正比，因此只要测出输出电压，便可测出加速度的大小。与常规的应变计相比，纳米材料具有超小的尺寸和超高的应变灵敏系数，并且纳米材料的布局做了优化计算，因此这种微型膜片式敏感结构具有很高的灵敏度。另外，由于结构对称，因此膜片的应变均匀，具有较高的抗冲击能力。
本发明相对于已有的具有以下优点一般微型压阻应变型加速度计的结构常用悬臂梁或支承梁，本发明采用圆形薄膜应变的方式，提高应变程度和结构的可靠性。传统的压阻元件是采用贴片或微加工技术扩散于梁结构之上，受温度影响大，需要电路补偿。本发明采用纳米材料制作压阻元件，受环境温度的影响小，能够提供更高的灵敏度和精度。
利用本发明提供的本体结构制作的传感器，加速度(力)信号作用在质量块上使膜片发生应变，利用膜片上的纳米材料测出应变，从而可得出被测加速度信号的数值。
1.本发明是一种微型加速度传感器件的本体结构，采用微纳米相结合的新型结构形态；结构紧凑、尺寸小。
2.利用本发明提供的本体结构制作的传感器受环境温度影响小，能够提供很高的检测灵敏度和精度。
3.本发明提供的微型加速度传感器件的本体制作方法工艺，主要提出采用电场诱导和离心力诱导生长碳纳米材料的新方法。
图1a是本发明的微型膜片式加速度传感器的本体结构主剖面图，图中尺寸单位为微米图1b是本发明的微型膜片式加速度传感器的本体结构A-A剖面2是本发明通过计算得出的圆形膜片中心受力时，各点径向应变分布状态3是本发明使用的直流电桥电路简4是实施例3中带有质量块的中间膜片的制作工艺，图中尺寸单位为微米图5是实施例3中下盖的尺寸图和制作工艺，图中尺寸单位为微米图6是实施例3制作的微型膜片式加速度传感器中一维或二维纳米材料的制作工艺流程7是本发明的另一实施例，实施例4的传感器本体的制作流程8是膜片表面电极和引线的布置图面说明1、上盖；2、纳米材料；3、膜片；4、质量块5、保护块； 6、下盖；7、二氧化硅掩膜层； 8、中间层硅基片；9、催化剂铁膜；10、金电极； 11、碳纳米管； 12、绝缘层；13、上盖或下盖的硅基片； 14、坑；15、凸起圆环 16、沿具体实施方式
下面结合实施例及附图详细对本发明进行说明实施例1参考图1，制作一微型膜片式加速度传感器的本体，包括3块双面抛光的硅片、一块为上盖1、一块为下盖6、另一块双面抛光的硅片作为膜片3的基片；膜片3的硅基片厚度为240μm，半径12mm；在该硅片上、下表面中心设置一厚度为240μm，半径为5.6mm圆形质量块4；在该硅片的周边有一凸起圆环15，其圆环宽为2400μm，厚度为100μm，组成膜片3；在凸起圆环15内侧和质量块4外侧相对称处设置两对碳纳米管11。所述的上盖1或下盖6与硅的膜片3直径大小相同，在上盖1或下盖6的周边有一凸起沿16，其高度为100μm，沿16的宽度与硅膜片的凸起圆环15相同，并在上盖1或下盖6内的中心处设一凸起保护块5，该保护块5高度为40μm，半径为5.6mm；在膜片3和碳纳米管敏感元件11上制作4对金电极10和引线，金电极10的宽度为10微米，厚度300纳米，每对电极的距离为2微米；膜片3处于上盖1和下盖6之间，键合在一起。通过引线引导，并采用压焊工艺引出导线，将四对纳米敏感元件两端的电极按电桥形式连接，如图3所示；在膜片3的外沿处排列两个外电源端口(正、负极，如图8所示)和两个信号输出端口。
实施例2参考图1，制作一微型膜片式加速度传感器的本体，包括3块双面抛光的硅片、一块为上盖1、一块为下盖6、另一块双面抛光的硅片作为膜片3的基片；其上盖1、下盖6和膜片3的结构同实施例1，区别在于膜片3的硅基片厚度为12μm，半径600μm，在硅片上、下表面中心设置一厚度为12μm，半径为280μm的圆形质量块4；凸起圆环15宽为120μm，厚度为5μm；在凸起圆环15内侧和质量块4外侧相对称处分别设置两对碳纳米管11。上盖1或下盖6的周边凸起一高度为5μm的沿16；保护块5高度为2μm，半径为280μm；在膜片3和碳纳米管11上制作4对金电极10和引线，金电极10的宽度为1微米，厚度300纳米，每对电极的距离为100纳米。
实施例3本实施例结合具体的制造步骤，进一步说明本发明的结构1.采用光刻和刻蚀工艺，取3块双面抛光的硅片上，一块制作出带有质量块的微结构膜片3膜片3内、外径尺寸(Ri、Ro)分别为2.8毫米和4.8毫米，膜片3厚度为20微米，质量块4的厚度为120微米。具体的工艺步骤如下(如图4(a)～(e))(a)用热氧法在双面抛光的硅基片8的两面，各生长一层300nm的二氧化硅掩膜层7，如图4(a)所示；(b)甩胶光刻在步骤(a)做好的掩膜层7上甩一层光刻胶并图形化作为掩膜，采用RIE技术刻蚀二氧化硅掩膜层7，刻蚀完毕后用丙酮去除光刻胶；(c)使用KOH溶液进行各向异性腐蚀，在基片上、下表面刻蚀出50微米深的坑14；(d)使用HF溶液腐蚀掉硅片上的二氧化硅掩模层7，形成带有质量块4的膜片3；(e)在步骤(d)得到的膜片3上表面均匀生长一层200nm厚的二氧化硅作为绝缘层12，保证后续制作的金电极10和引线能够实现正常功能。
2.采用上述的工艺步骤制作本体的上盖1，下盖6其中上盖的尺寸与下盖完全相同，如图5所示；(a)用热氧法在双面抛光的厚度为200μm的硅基片13上，生长300nm的二氧化硅掩膜层7；(b)甩胶光刻在硅基片13的掩膜层7上甩一层光刻胶作为掩膜层，采用RIE技术刻蚀二氧化硅掩膜层7，刻蚀完毕后用丙酮去除光刻胶。
(c)用KOH溶液进行各向异性腐蚀，在基硅片13表面刻蚀出30微米深的凹坑，如图5(c)所示；(d)使用HF溶液去除二氧化硅掩模层7，如图5(d)所示；(e)再在步骤(d)得到的基片上生长一层厚300nm二氧化硅掩膜层7，光刻图形化，形成中间保护块5的加工掩膜，如图5(e)所示；(f)用KOH溶液继续进行各向异性腐蚀，加工深度20微米，分别形成2个50微米的坑，并在中间凸起一个20μm高的保护块5，半径为100μm，如图5(f)所示；(g)使用HF溶液去除二氧化硅掩模层，制成带有保护块5的硅的上盖1和下盖6，如图5(g)所示。
3.在离心力诱导下，纳米材料的制作工艺步骤，如图6所示。
(a)选择已做好的膜片3的对应位置，如图6(a)所示的θ位置开始操作；(b)利用氧化铝作为掩膜层，在膜片3上蒸镀5nm厚的四对作为生长碳纳米管的催化剂铁膜9，每对催化剂铁膜9的距离为1微米，如图6(b)所示；(c)使整个微结构以中心为轴旋转，在图6(c)所示方向离心力的诱导下，利用CVD(化学气相沉积)法在催化剂铁膜9间生长出碳纳米管11；(d)利用光刻胶图形化，并采用金属溅射工艺，在膜片3上生长的碳纳米管11两端制作4对金电极10和引线，金电极10宽度10微米，厚度300纳米，每对电极的距离为1微米。电极和引线布置方法如图8所示。
4.将带有质量块的膜片3、上盖1和下盖6键合在一起，并采用压焊工艺引出导线，完成传感器本体的制作，如图6(e)所示。
本实施例的检测电路选用高精度动态电阻应变仪。
本实施例制作的微型膜片式加速度传感器的上限频率约为300Hz；(幅值误差小于0.5dB；相移小于3度)实施例4本实施例中敏感结构总体尺寸同实施例3，但本实施例采用由电极产生的电场诱导碳纳米管生长的方法。具体的工艺步骤如下(参考图7)1.采用光刻和刻蚀工艺，使用硅片制作出带有质量块的膜片3和上盖1、下盖6，尺寸、材料和工艺步骤同实施例1；2.采用电场诱导的方法，制作内置于膜片3的纳米材料2，具体工艺步骤如图7(a)-(f)所示。
(a)取已制备好的膜片3，选择膜片3的对应位置，如图7(a)中所示的θ位置开始操作；
(b)采用干法各向异性刻蚀，在膜片3上准备生长纳米材料的位置分别加工边长和深度分别为2微米和3微米的方孔，如图7(b)所示，数量共4个；(c)在带有质量块4的膜片3上表面生长200纳米二氧化硅层，作为电极和引线的绝缘层12；(d)利用光刻图形化和金属溅射工艺，在膜片3和方孔的侧边制作4对金电极10和引线，金电极10宽度10微米，厚度300纳米；(e)利用光刻图形化和剥离(lift-off)工艺，在方孔的侧边蒸镀5nm厚的四对铁膜作为生长碳纳米管的催化剂铁膜9，如图7(e)所示；(f)在金电极间加上一定的电压，产生由膜片中心指向外的径向电场，在电场力的诱导下，利用CVD(化学气相沉积)法在催化剂铁膜9间生长出碳纳米管11；3.将带有质量4的膜片3、上盖和下盖6键合在一起，并采用压焊工艺引出导线，完成传感器本体部分的制作，如图7(g)所示。
权利要求
1.一种微型膜片式加速度传感器的本体，包括膜片，金电极和引线封装结构；其特征在于，还包括上盖、下盖、位于膜片上的质量块，及在膜片上分布排列的一维或二维纳米材料；其中在所述的膜片上、下表面中心设一厚度为10μm-250μm，半径为50μm-6mm圆形质量块；在膜片的周边有一凸起圆环，宽度为100μm-10mm，厚度为10μm-250μm；在凸起圆环内侧和质量块外侧相对称处分别设置两对或M对一维或二维纳米材料；所述的上盖或下盖与硅膜片直径大小相同，在其周边有一凸起圆环，其高度为10μm-500μm，宽度与膜片的凸起圆环相同，并在上盖和下盖内的中心处设一凸起保护块，该保护块高度为1μm-100μm，半径为50μm-6mm；在膜片和一维或二维纳米材料上制作N对金电极和引线；膜片处于上盖、下盖之间，键合在一起，并采用压焊工艺引出导线。
2.按权利要求1所述的微型膜片式加速度传感器，其特征在于，所述的膜片、上盖和下盖是用硅片制作的，三者直径相同。
3.按权利要求1所述的微型膜片式加速度传感器，其特征在于，所述的膜片半径为100μm-10mm。
4.按权利要求1所述的微型膜片式加速度传感器中的本体，其特征在于所述的N对金电极，其中N为整数。
5.按权利要求1所述的微型膜片式加速度传感器的本体，其特征在于所述的两对或M对一维或二维纳米材料，包括碳或金属化合物形成的纳米管、纳米线和纳米带，其一维或二维纳米材料的长度为10nm-100μm；所述的M对一维或二维纳米材料的M为2以上的正整数。
6.按权利要求5所述的微型膜片式加速度传感器的本体，其特征在于，所述的金属化合物包括氧化锌、氧化镓或氮化镓。
7.按权利要求1所述的微型膜片式加速度传感器的本体，其特征在于，所述的一维或二维纳米材料在膜片上的位置分布是根据质量块受到加速度信号后引起的膜片上各点径向和切向应变的数值来确定的。
8.一种权利要求1所述的微型膜片式加速度传感器的本体的制造方法，其特征在于包括以下步骤1)选取双面抛光的硅片3块，分别作为下盖，上盖和膜片的基片，用热氧法分别在下盖，上盖的一面，和在制作膜片的基片两面生长二氧化硅掩模层；2)在步骤1)生长有二氧化硅掩模层的基片的上、下表面采用光刻图形化和各向异性刻蚀工艺，制作中间凸出一圆形质量块，和在该硅片圆周刻蚀成凸起一圆环，质量块和圆环之间的薄膜厚度为1μm-50μm；3)溶解掉硅片上的二氧化硅掩模层，得到带有质量块的膜片；4)在步骤3)制作好的膜片表面均匀生长一层二氧化硅作为电气绝缘层，保证后续制作的电极和引线能够实现正常功能；5)将步骤1)制作好的带二氧化硅掩模层的下盖和上盖分别以光刻胶作为掩膜，采用RIE技术刻蚀二氧化硅，形成二氧化硅掩模层，刻蚀完毕后去胶；6)将步骤5)得到的下盖和上盖进行各向异性刻蚀，在硅片表面刻蚀出10μm-400μm深的坑，然后去掉二氧化硅掩模层；7)在下盖和上盖表面生长300nm二氧化硅，光刻图形化，形成中间保护块的加工掩膜；采用各向异性刻蚀，加工深度1μm-100μm，形成10μm-500μm的坑；去除二氧化硅掩模层7；8)在膜片的电极间制作一维或二维纳米材料包括原位直接催化生长或将单独制备的材料移植至膜片之上；(a)取步骤4)制好的膜片，选择中间膜片层的对应位置开始操作；(b)利用氧化铝作为掩膜，在膜片上蒸镀5nm厚的四对铁膜作为生长碳纳米管的催化剂，每对铁膜的距离为10nm-100μm；(c)使整个微结构以中心为轴旋转，在离心力的诱导下，利用化学气相沉积法在催化剂膜间生长出一维或二维纳米材料；(d)利用光刻图形化，并采用金属溅射工艺，在膜片上生长的碳纳米管两端制作N对金电极和引线，金电极宽度1μm-10μm，厚度300纳米，每对电极的距离为10nm-100μm；通过引线引导，将四对纳米敏感元件两端的电极按照电桥形式连接，并在中间膜片层的外凸起圆环处排列为两个外电源端口和两个信号输出端口；9)将做好的带有质量块的膜片、上盖和下盖键合在一起，并采用压焊工艺引出导线，完成传感器本体的制作。
9.按权利要求8所述的微型膜片式加速度传感器的本体的制造方法，其特征在于，所述的原位直接催化生长一维或二维纳米材料的方法，包括利用定向生长法在膜片的电极间制作作为检测元件的纳米材料，或使整个微结构以中心为轴旋转，在离心力的诱导下，利用化学气相沉积方法在电极间生长出纳米材料。
10.按权利要求8所述的微型膜片式加速度传感器的本体的制造方法，其特征在于，所述的原位直接催化生长一维或二维纳米材料的方法，包括在微结构上制作一个微槽，并在微槽的两个侧面制作一对电极。在电极间加一定的电压，使产生的电场方向与要生长的纳米材料的方向一致，在电场力的诱导下，利用化学气相沉积方法在电极间生长出纳米材料。
全文摘要
本发明涉及一种微型膜片式加速度传感器的本体以及制备方法，该本体包括硅膜片和上盖、下盖，金电极和引线封装结构；其中在硅膜片上、下表面中心设置一圆形质量块；在硅膜片的周边有一凸起圆环，在凸起圆环内侧和质量块外侧相对称处设置两对一维或二维纳米材料；上盖或下盖的周边有一凸起圆环，并在上盖或下盖内的中心处设一凸起保护块，在膜片和纳米敏感元件上制作N对金电极和引线；膜片处于上盖、下盖之间，键合在一起，并采用压焊工艺引出导线。本发明的制造工艺包括在离心力或电极电场诱导下，采用化学气相沉积工艺实现纳米材料在微结构上的定向、可控生长。根据本发明的这种微型膜片式加速度传感器具有很高的灵敏度，并可进行批量生产。
文档编号G01D5/16GK1818665SQ20051000763
公开日2006年8月16日 申请日期2005年2月7日 优先权日2005年2月7日
发明者周兆英, 杨兴, 肖名飞 申请人:清华大学