自加热非晶锗热电阻MEMS流速传感器的制造与测试

摘要

为扩大流速传感器的测量范围并降低功耗,制造并测试了一种基于自加热非晶锗薄膜热电阻的MEMS流速传感器,它是由嵌入氮化硅薄膜的四个非晶锗热敏电阻和一对环境测温补偿电阻组成。四个非晶锗热电阻同时作为自加热热源和测温元件,相互连接以形成惠斯通电桥。给出了MEMS工艺流程,微加工制造了尺寸为8.9 mm×5.6 mm×0.4 mm的流速传感器芯片。搭建了低流速和高流速气流通道实验装置,对传感器的惠斯通电桥施加50μA的恒定电流(CCA),实现了0~50 m/s范围内的流速测量。结果表明,传感器在低流速(0~2 m/s)时的灵敏度约为81.6 mV/(m/s),在高流速(2~50 m/s)时的灵敏度约为51.9 mV/(m/s),最大功耗仅约为1.03 mW。