1.一種壓力檢測(cè)集成微納傳感器,包括作為基底的單晶硅硅片(11),其特征在于,所述單晶硅硅片(11)上面設(shè)置檢測(cè)單元,所述檢測(cè)單元包括壓力檢測(cè)單元,為了消除工況環(huán)境溫度變化給高精度測(cè)量帶來(lái)的干擾,給壓力檢測(cè)參數(shù)提供相應(yīng)補(bǔ)償,另設(shè)置有溫度檢測(cè)單元;壓力的最終檢測(cè)數(shù)值以壓力檢測(cè)單元檢測(cè)的壓力參數(shù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),同時(shí)以溫度檢測(cè)單元檢測(cè)到的溫度參數(shù)給壓力檢測(cè)單元檢測(cè)的壓力參數(shù)提供補(bǔ)償;所述壓力檢測(cè)單元如此設(shè)置:所述單晶硅硅片(11)上部采用深刻蝕工藝和濕法腐蝕工藝鏤空地開(kāi)設(shè)一個(gè)空腔(9),空腔(9)上面保留部分單晶硅硅片(11)作為形變架子而其他部分鏤空,空腔(9)上面保留的形變架子與其他部分鏤空整體呈左右對(duì)稱(chēng)與上下對(duì)稱(chēng),空腔(9)上面至形變架子之間設(shè)置多晶硅變形薄膜(10),形變架子的左右與上下設(shè)置4組硅壓阻條(5),所述硅壓阻條(5)呈條狀,由硅片摻雜硼離子并形成曲折往返形狀,4組硅壓阻條(5)分別引出導(dǎo)電引線(2)連接第一接線焊盤(pán)(1),用于各自連接外部電源與外部檢測(cè)電路;4組相同的硅壓阻條(5)依次連接,形成四電阻惠斯通電橋,使惠斯通電橋的輸出電壓與壓力值成正比。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力檢測(cè)集成微納傳感器,其特征在于,所述壓力檢測(cè)單元如此形成,采用硼離子注入工藝在硅晶圓上制作壓力敏感電阻,分兩次注入硼離子,首次注入全部需注入?yún)^(qū)域,第二次僅注入重?fù)诫s區(qū),而形成重?fù)诫s區(qū);采用反應(yīng)離子刻蝕rie工藝和深刻蝕工藝drie圖形化腐蝕孔(3),形成一系列腐蝕孔(3);將經(jīng)上述處理后的單晶硅硅片(11)置于tmah腐蝕液中進(jìn)行腐蝕,形成一個(gè)六邊形的空腔(9);用多晶硅材料對(duì)所述一系列腐蝕孔(3)進(jìn)行填充密封,包括腔體頂面的腔體所有內(nèi)表面同時(shí)被覆蓋上一層多晶硅薄膜,腔體頂面的六邊形多晶硅薄膜即作為所述多晶硅變形薄膜(10)。
3.如權(quán)利要求1所述的壓力檢測(cè)集成微納傳感器,其特征在于,所述作為形變架子的空腔(9)上面單晶硅保留部分呈“米”字形,并且“米”字中間相交部分成加粗矩形塊的結(jié)構(gòu),“米”字形的“十”字部分較細(xì),“米”字形的斜“x”部分較粗,所述4組硅壓阻條(5)分別設(shè)置在“米”字形的“十”字部分橫條(4)與縱條(6)的盡端位置。
4.如權(quán)利要求3所述的壓力檢測(cè)集成微納傳感器,其特征在于,所述一系列腐蝕孔(3)一部分沿所述“米”字形的斜“x”部分兩側(cè)布置,另一部分沿“米”字中間加粗矩形塊的上下兩側(cè)布置。
5.如權(quán)利要求1所述的壓力檢測(cè)集成微納傳感器,其特征在于,所述溫度檢測(cè)單元也采用硼離子注入工藝在硅晶圓上制作,包括輕摻雜帶(8)與重?fù)诫s區(qū),輕摻雜區(qū)形成蛇形曲折往返的帶形狀,重?fù)诫s區(qū)呈矩形,接在輕摻雜帶(8)的首末端部,其上覆蓋著用于引出硅熱敏電阻信號(hào)的第二接線焊盤(pán)(7);當(dāng)溫度改變時(shí),硅熱敏電阻阻值會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。
6.如權(quán)利要求1所述的壓力檢測(cè)集成微納傳感器,其特征在于,所述壓力檢測(cè)集成微納傳感器將其襯底的至少一半?yún)^(qū)域用作壓力檢測(cè)單元區(qū)域,留下的至多一半?yún)^(qū)域用作溫度檢測(cè)單元。
7.如權(quán)利要求2所述的壓力檢測(cè)微納傳感器的制作方法,其特征在于,包括所述壓力檢測(cè)單元的制作、溫度檢測(cè)單元的制作、各接線焊盤(pán)以及引線的制作,在單晶硅硅片(11)上面劃定硅壓阻條(5)保留區(qū)域,在保留區(qū)域進(jìn)行二次離子注入,形成輕摻雜區(qū)與重?fù)诫s區(qū);其中壓力檢測(cè)單元的制作包括以下步驟:
8.一種壓力檢測(cè)方法,其特征在于,使用如權(quán)利要求1至6任一種所述的壓力檢測(cè)集成微納傳感器,使用檢測(cè)時(shí),將壓力檢測(cè)集成微納傳感器連接外接電路,將壓力檢測(cè)微納傳感器至于作為檢測(cè)對(duì)象的氣體或液體中;所述硅壓阻條(5)經(jīng)一對(duì)相對(duì)的接線焊盤(pán)連接外接電源,為壓力感應(yīng)的四電阻電橋其中一對(duì)相對(duì)的兩端提供激勵(lì)電壓,電橋另兩端的一對(duì)接線焊盤(pán)連接外接電壓檢測(cè)電路;所述溫度敏感單元經(jīng)其上面的一對(duì)接線焊盤(pán)連接外接溫度檢測(cè)電路,可以獲得與溫度變化匹配的電阻值,進(jìn)而推得溫度值;當(dāng)壓力傳感器受到氣壓或液壓壓力時(shí),壓力敏感膜會(huì)相應(yīng)向下發(fā)生彎曲變形,四電阻電橋的另一對(duì)相對(duì)的兩端則會(huì)輸出與壓力成正比例的電壓信號(hào);所述溫度感應(yīng)層經(jīng)其上面的一對(duì)第二接線焊盤(pán)(7)輸出與溫度成正比例的電阻信號(hào);測(cè)得此壓力電壓信號(hào)與溫度電阻信號(hào),進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算,得到壓力值,此時(shí)壓力檢測(cè)線性關(guān)系式帶有溫度補(bǔ)償計(jì)算。
9.如權(quán)利要求8所述的壓力檢測(cè)方法,其特征在于,使用檢測(cè)前,在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,用已經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)定的檢測(cè)對(duì)象樣品物,對(duì)所述的各個(gè)敏感單元進(jìn)行檢測(cè)標(biāo)定,獲得檢測(cè)線性關(guān)系式。