專利名稱：振動(dòng)型傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種振動(dòng)型傳感器及其制造方法，并且具體涉及到這樣一種傳感器及其制造方法其中在一個(gè)硅基片上形成的桁架式(beamlike)振子按其固有振動(dòng)頻率維持振動(dòng)，當(dāng)象力、壓力、壓差等這樣的物理量作用于硅基片上時(shí)，可通過該物理量引起的固有振動(dòng)頻率的變化來檢測它們。
更具體地說，本發(fā)明涉及到一種高信噪比(S/N)值的振動(dòng)型傳感器，該傳感器能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的自激振蕩，并且還涉及到它的制造方法。


圖1至圖4是表示先有技術(shù)振動(dòng)型傳感器一個(gè)實(shí)例的框圖。
圖1是一個(gè)用作為壓力傳感器的振動(dòng)型傳感器的透視圖。圖2是圖1中截面A的放大圖，并且連接了一個(gè)振動(dòng)檢測電路。圖3是沿圖2的A-A′線所取的截面圖。圖4是一個(gè)解釋性的圖，其中用等效電路表示圖2中所示的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，參考號10處是一個(gè)單晶硅基片，它的頂部有一處(100)，摻雜濃度為1015原子/厘米3或以下，且為p型導(dǎo)電方式。膜片11通過蝕刻從背面挖出，并且在基片10的一側(cè)形成薄層。
膜片11周圍的厚壁部分12與基座14接合在一起，在其座14的中心有一個(gè)壓力孔13。基座14還有一個(gè)相連的壓力管15，以與壓力孔13聯(lián)通，要測量的壓力P引入到壓力管15。
在膜片11的側(cè)面，用參考字符A指示的未被蝕刻的部分形成摻雜濃度為1017的n+擴(kuò)散層(未示出)。在n+擴(kuò)散層的一部分上，沿(001)方向(圖2)形成振子16。例如，通過對用光刻法和欠蝕刻在膜片11形成的n+層和P層進(jìn)行加工可以得到振子16。
參考號17代表一個(gè)磁體，它在振子16的上面，中心大致相對，相互垂直，并且不與其接觸。18代表二氧化硅(SiO2)膜，它起絕緣膜的作用(圖3)。
參考字符19a，19b代表金屬電極，例如鋁等等。金屬電極19a的一端連接到n+層，n+層是從振子16通過二氧化硅層提供的接觸孔20a延伸過來的;電極19a的另一端通過一根導(dǎo)線連接到比較電阻R0上，電阻R0差不多等于振子16的電阻值;并且還連接到放大器21的輸入端。從放大器21的輸出端產(chǎn)生輸出信號，該輸出端連接到變壓器22的初級線圈L1的一端，線圈L1的另一端連接到公共線。
另一方面，比較電阻R0的另一端連接到變壓器22的次級線圈L2的一端，線圈L2的中點(diǎn)連接到公共線，其另一端通過金屬電極19b和在振子16另一端同樣形成的接觸孔20b連接到n+層。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)P型層(基片10)和n+層(振子16)之間的絕緣上加有反向偏置電壓，并且振子16上加上交流電流時(shí)，振子16的阻抗就在其諧振狀態(tài)下上升，如果阻抗是R，就可獲得圖4所示的等效電路。
因此，次級線圈L2(中點(diǎn)C0連接到公共線)，比較電阻R0和阻抗R就構(gòu)成一個(gè)電橋，這樣，如果在放大器21上檢測到了電橋的不平衡信號，并且放大器的輸出通過反饋線23正反饋到初級線圈L1，則該系統(tǒng)將在振子16的固有振蕩頻率上產(chǎn)生自激振蕩。
在上述結(jié)構(gòu)中，在固有振蕩頻率上振子16的阻抗R增大。該阻抗R可以用下式表示R＝(1/222)·(1/(Egr) )·(AB2l2/bh2)·Q+Rd其中E-彈性模數(shù)g-重力加速度r-構(gòu)成振子材料的密度A-由振動(dòng)方式確定的常數(shù)B-磁通密度l-振動(dòng)束的長度b-振動(dòng)束的寬度h-振動(dòng)束的厚度Q-質(zhì)量因數(shù)Rd-直流電阻值根據(jù)上式，由于振子16的Q取值從幾百到幾萬，在諧振狀態(tài)下放大器21的輸出端可以得到幅值相當(dāng)大的信號。所以，由于放大器21的增益足夠大，可以產(chǎn)生正反饋，該振動(dòng)型傳感器系統(tǒng)就可以以固有振蕩頻率自激振蕩。
于是，通過有選擇的蝕刻，在n型硅基片上擴(kuò)硼，密度在4×1019原子/厘米3或更高，所獲得的P型半導(dǎo)體可以用于該振子子。
但是，在這種振動(dòng)型傳感器中，振子16上產(chǎn)生的相反的電動(dòng)力由交流電橋的不平衡電壓檢測到，事實(shí)上，激勵(lì)電流分量不可能全部被直流電橋所抑制，則與激勵(lì)電流分量相應(yīng)的電壓在電橋的輸出端就被放大了，這樣，由于振子阻抗變化生成的電壓疊加到激勵(lì)分量的電壓上，使信噪比(S/N)值變壞，從而不能獲得穩(wěn)定的輸出信號。
由上述先有技術(shù)看來，本發(fā)明首先要解決這個(gè)問題，因此要提供一個(gè)振動(dòng)型傳感器，該傳感器具有滿意的信噪比值的振子，穩(wěn)定的輸出以及高的靈敏度;其次要提供一種制造該振動(dòng)型傳感器的方法。
振動(dòng)型傳感器中設(shè)有振子體，該振子體包括單晶硅基片上的單晶硅材料，激勵(lì)振子體的激勵(lì)裝置、檢測被激勵(lì)振子體振動(dòng)的振動(dòng)檢測裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)包括H型振子體，它具有兩個(gè)基本的振子，振子兩端固定到基片上，且互相平行;另有一個(gè)將兩個(gè)基本振子中心部分機(jī)械耦聯(lián)起來的輔助振子;一個(gè)磁場感應(yīng)裝置，給振子體垂直地加一個(gè)直流磁場;一個(gè)激勵(lì)裝置，通過向一個(gè)基本振子的相對端或向兩個(gè)基本振子的同側(cè)端施加交流電流，人為地用直流磁場激勵(lì)振子;一個(gè)振動(dòng)檢測裝置，用來檢測在另一個(gè)基本振子的兩端上或在兩個(gè)基本振子的同側(cè)端上所產(chǎn)生的電動(dòng)力;以及一個(gè)連接在激勵(lì)裝置和振動(dòng)檢測裝置之間的放大裝置。
還包括一個(gè)振子，通過注入另一種耦合半徑小于構(gòu)成該振子的原子耦合半徑的原子，使該振子具有預(yù)先確定的初始應(yīng)力。
關(guān)于振動(dòng)型傳感器的制造方法，在單晶硅基片上的薄膜片上形成一個(gè)桁架式振子，除了其端部以外，與該膜片有一個(gè)預(yù)定的間隙;它的頂部有一個(gè)外殼蓋住，外殼與振子間也有一預(yù)定的間隙。本發(fā)明還包括一種輔助技術(shù)，其中間隙的相應(yīng)部分和由硅或氧化硅組成的振子與基片形成一個(gè)整體，然后，間隙相應(yīng)部分的上部由與該基片成為一整體的外殼相當(dāng)部分蓋住。下一步，在外殼的相當(dāng)部分上形成一個(gè)浸蝕劑注入口，該注入口延伸到間隙相應(yīng)部分，以便通過蝕刻去掉間隙相應(yīng)部分，然后封閉注入口，以維持密封。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果將外力施加到基片上的膜片上，振子體的固有振動(dòng)頻率就隨外力而變化。由振動(dòng)檢測裝置檢測振子體的振動(dòng)，取出固有振動(dòng)頻率的變化作為輸出信號輸出。進(jìn)而，從固有頻率的變化中檢測出施加于膜片上的物理量。
再有，在上述制造方法中，通過蝕刻在硅基片上形成薄膜片，并且，還可根據(jù)單晶特性，用蝕刻以及半導(dǎo)體技術(shù)，在這一部分上將H形振子與膜片作成一個(gè)整體。
圖1是表示一種先有技術(shù)結(jié)構(gòu)的透視圖，其中振動(dòng)型傳感器用作為壓力傳感器;
圖2是圖1中截面A的放大框圖，并且連接了一個(gè)振動(dòng)檢測電路;
圖3是沿圖2A-A′線所取的截面圖;
圖4是一個(gè)解釋性的圖，其中圖2所示的結(jié)構(gòu)由一個(gè)等效電路來表示;
圖5是一個(gè)總框圖，給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的總結(jié)構(gòu);
圖6表示圖5中所示的振子體主要部分的結(jié)構(gòu)，其中圖6(A)是去掉外殼的頂油跡 (B)是沿圖6(A)中B-B′線所取的截面圖;
圖7是通過測量圖1所示之振動(dòng)型傳感器的信噪比值所得到的結(jié)果特性圖;
圖8是表示圖5所示之實(shí)施例變型的主要部分的框圖;
圖9給出了制造圖5中振動(dòng)型傳感器的工藝方法;
圖10是表示制作圖5中H型振子體方法的一部分;
圖11表示用來提高和穩(wěn)定圖9所示制作方法的振子生產(chǎn)率的工藝圖;
圖12是說明改進(jìn)圖9中的工藝方法的圖;
圖13是說明圖11中輔助外延層作用的圖;
圖14是使外殼內(nèi)部保持真空的振子體結(jié)構(gòu)的制造方法主要部分的圖;
圖15是從圖14中的外殼內(nèi)部抽出氣體使之保持真空的特性圖;
圖16是一個(gè)方法圖，其中對圖14所示的方法做了部分修改;
圖17是表示振動(dòng)型傳感器主要部分結(jié)構(gòu)的截面圖，傳感器的振子已被賦予初始應(yīng)力;
圖18是表示每種雜質(zhì)共價(jià)鍵半徑R1以及各種雜質(zhì)共價(jià)鍵半徑Ri與硅共價(jià)鍵半徑Rsi關(guān)系的特性圖;
圖19是一個(gè)表示晶格常數(shù)相對雜質(zhì)密度變化的特性圖;
圖20是一個(gè)表示振子體制造方法主要部分的圖，該振子體是圖17所示振動(dòng)型應(yīng)變傳感器的主要部分;
圖21是表示圖5所示放大器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖;
圖22是一個(gè)表示采用圖21所示放大器電路結(jié)構(gòu)時(shí)的效果特性圖;
圖23是當(dāng)去掉圖21所示場效應(yīng)晶體管并將其短路以產(chǎn)生一個(gè)恒定驅(qū)動(dòng)力(以恒定電源電壓驅(qū)動(dòng))時(shí)的電路方塊圖。
下面結(jié)合較佳實(shí)施例的附圖對本發(fā)明作詳細(xì)敘述。
圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例總體結(jié)構(gòu)的框圖，圖6表示圖5所示振子體主要部分的結(jié)構(gòu);圖6(A)是去掉外殼時(shí)的頂視圖;圖6(B)是沿圖6(A)中B-B′線所取的截面圖。
振子體24包括一個(gè)H型振子等，它由基本振子26A、26B和P型硅輔助振子27構(gòu)成，整個(gè)作在n型單晶硅制成的膜片25上。
與圖3所示膜片11的情況一樣，膜片25是通過對周圍具有厚壁部分(未示出)的n型硅基片下表面中部進(jìn)行蝕刻，使之變薄而形成的;待測量壓力作用其上時(shí)，總體上會(huì)移位。通過對膜片25上表面的晶面(100)的一部分進(jìn)行蝕刻而形成H形凹部28，每個(gè)振子都裝在此凹部中。
桁架式基本振子26A、26B是P型的，與膜片25形成一個(gè)整體，且與晶軸(001)平行，其每一個(gè)都跨在凹部28上;在這兩個(gè)振子的中部，有一個(gè)P型桁架式輔助振子27垂直地將它們連接起來，因此形成H形振子。
在基本振子26A相對的兩端形成電極29和30，在基本振子26B相對的端形成電極31和32。
在輔助振子27的上部與其平行設(shè)置了磁體17，于是，在基本振子26A、26B上產(chǎn)生了一個(gè)垂直磁場。
輸入變壓器33用作為激勵(lì)裝置，其輸出端連接到電極29、30，輸入端34的一端連接到輸出端35，而另一端連接到公共線。
輸出變壓器36用作為振動(dòng)檢測裝置，其輸入端連接到電極31、32，而輸出端37、38連接到放大器39的輸入端。
然而，為了敘述方便，在圖5和圖6中，將復(fù)蓋在膜片25上的外殼去掉了。如下所述，基本振子26A、26B和輔助振子27實(shí)際上用膜片25在四周整體復(fù)蓋住，在用外延生長技術(shù)等生產(chǎn)半導(dǎo)體時(shí)，在膜片與振子間留有間隙，而將間隙內(nèi)部抽成真空，以維持振子振動(dòng)的高Q因數(shù)。
在上述結(jié)構(gòu)中，基本振子26A被從放大器39輸入到輸入變壓器33的電壓激勵(lì)而振動(dòng)，該電壓是由與磁體17的磁場的相互作用產(chǎn)生的。于是該振動(dòng)通過輔助振子27使得基本振子26B振動(dòng)，并且通過與磁鐵17的相互作用，此振動(dòng)使輸出變壓器36在其輸入端產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)力e。該電動(dòng)力e通過輸出變壓器輸入到放大器39而被放大，并且輸出到輸出端35，被放大的電壓正反饋到輸入變壓器33，如此反復(fù)就產(chǎn)生系統(tǒng)的自激振蕩。
如上所述，振子體14分成用于激勵(lì)的基本振子26A和用于檢測電動(dòng)力的基本振子26B;而基本振子26A、26B是借助于輔助振子27機(jī)械地連接在一起形成振動(dòng)電路的，因此，激勵(lì)電流分量不疊加在電動(dòng)力e上，而又獲得一個(gè)消除了(信噪)比率的高激勵(lì)分量。
圖7示出通過測量如上構(gòu)成的振動(dòng)型傳感器的信噪比值所獲得的結(jié)果。
在圖7中，橫坐標(biāo)軸表示頻率，每個(gè)分度為1千赫(KH2)，縱坐標(biāo)軸表示衰減，每個(gè)分度為5分貝(dB)。當(dāng)施加在膜片25上的壓力為零時(shí)，諧振頻率是71551、1赫(Hz)。記號x所表示的點(diǎn)對于參考電平-7.0dBm是-13.3dBm，隨著它離開諧振點(diǎn)，逐漸接近指示-52dBm噪聲線的線。信噪比值表示其差值，得到的信噪比達(dá)到30-40dB，比上面的好得多。
圖8是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的主要部分的框圖。
在該實(shí)施例中，其結(jié)構(gòu)是輸入變壓器33的副邊與二個(gè)基本振子26A、26B的同側(cè)端相連接，而輸出變壓器36的原邊與基本振子26A、26B的另一同側(cè)端相連接。
這樣，上述實(shí)施例中的輔助振子27須是P型硅的，但是，并不一定如此，例如可以是在氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)上蒸發(fā)象鋁等導(dǎo)體。
再有，這種振動(dòng)型傳感器的振動(dòng)頻率隨硅的彈性模數(shù)的溫度系數(shù)而變化。因此這些振子放在真空容器中可以用作為溫度計(jì)，還可以不作壓力表而作濃度計(jì)。
如上述，振子體24被分成用于激勵(lì)的基本振子26A和用于檢測電動(dòng)力的基本振子26B，進(jìn)而由輔助振子27機(jī)械地將基本振子26A和26B連接在一起形成振動(dòng)環(huán)路。因此不包括激勵(lì)電流分量，于是可以獲得除去(信噪)比率的高激勵(lì)分量。
因此，根據(jù)圖5的實(shí)施例，可以獲得信噪比值滿意和輸出信號頻率穩(wěn)定的振動(dòng)型傳感器。
圖9是表示圖5所示振動(dòng)型傳感器制造方法的圖。為敘述簡便起見，該方法只涉及到制造桁架式基本振子26A，與之相連接的不是輔助振子27，而是振子體24。
圖9(a)表示形成保護(hù)復(fù)蓋層以及在其一部分開口的方法。
在n型單晶硅基片40的晶面(100)上形成諸如氧化硅、氮化硅等的保護(hù)復(fù)蓋層41，然后借助一個(gè)掩模，在保護(hù)復(fù)蓋層的一部份上形成一個(gè)開口42，掩模的式樣沿襲基本振子26A的形狀。
下一步，制造工藝進(jìn)行到圖9(b)，在基片上形成一個(gè)凹部。
通過在1050℃氫(H2)氣體中的鹽酸蝕刻，在基片40上相應(yīng)于開口42處形成一個(gè)凹部43。
在這種情況下，例如可以借助40℃-130℃的堿溶液，而不是鹽酸，進(jìn)行非均質(zhì)的蝕刻。
圖9(c)表示外延工藝。
將鹽酸混合到源氣體中，在1050℃氫(H2)氣體中進(jìn)行多層選擇性外延生長。在這一方面，下面將進(jìn)一步詳述。
(1)第一步，作為間隙相應(yīng)部分下半部的第一外延層44，是借助于硼的濃度為1018cm-3的P型硅，在凹部43上進(jìn)行選擇性外延生長處理生成的。
(2)第二步，在第一外延層44的表面上，借助硼濃度為1020cm-3P型硅，進(jìn)行選擇性外延生長處理，生成相應(yīng)于基本振子26A的第二外延層45，從而封閉開口42。
(3)第三步，借助硼濃度為1018cm-3P型硅，進(jìn)行≡裥醞庋由ご?，栽懺滯外延?5表面上生成作為間隙相應(yīng)部分的上半部的第三外延層46。
(4)第四步，相應(yīng)于外殼的第四外延層47(下面將敘述)，是借助于硼濃度為1020cm-3P型硅，在第三外延層46的表面上進(jìn)行選擇性外延生長處理生成的。
但是，在這種情況下，對于第三外延層46，可以使用磷濃度1017cm-3n型硅。
圖9(d)表示形成注入浸蝕劑的注入口的方法。
在該方法中，借助于氫氟酸(HF)蝕刻保護(hù)復(fù)蓋層41，并將其除掉。在第四外延層47的一側(cè)提供注入浸蝕劑的注入口48。
圖9(e)表示在振子和基片以及其它部分之間形成間隙的選擇性蝕刻方法。
施加來自脈沖源EP的正脈沖電壓，n型基片40相對于P型第四外延層47將是反偏置的;為了保護(hù)基片40，通過注入口48注入堿溶液，于是通過選擇性蝕刻，將第一外延層44和第三外延層46除去了。
在這種情況下，對于第三外延層46可以使用磷濃度為1017cm-3n型硅。對于第四外延層47可以使用硼濃度為1020cm-3P型硅，利用硼的濃度超過4×1019cm-3會(huì)抑制這種蝕刻作用現(xiàn)象。
最后進(jìn)入到圖9(f)所示的密封工藝。
在此項(xiàng)工藝中，n型硅受到1050℃氫(H2)環(huán)境中的外延生長處理，在基片40和第四外延層47外表面上形成外延層50，部分地形成外殼51且密封注入口48。
除上述方法外，密封工藝可以包括(1)通過加熱氧化封閉注入口48;(2)按照CVD(化學(xué)汽相淀積)工藝或?yàn)R蝕，用多晶硅給注入口48復(fù)以薄膜;(3)按照外延工藝的真空蒸發(fā)技術(shù)在注入口48中加注硅;或者(4)按照CVD工藝，濺蝕或蒸發(fā)，在注入口48中加注一種絕緣材料，例如玻璃(SiO2)，氮化硅，硅土等。盡管沒有指出，但其后借助于通過從基片40下側(cè)蝕刻使基片向上彎，而形成了膜片25。
上述制造工藝可以產(chǎn)生如下效果。
第一，由于基片40，第二外延層45(起基本振子26A的作用)和外養(yǎng)51形成一個(gè)整體，就無需將基片40和外殼51再結(jié)合在一起，這樣可以避免由于結(jié)合造成的不穩(wěn)定性。
第二，借助簡單的結(jié)構(gòu)可以將空氣和振子隔離，因而易于實(shí)現(xiàn)小型化。
第三，由于采用半導(dǎo)體工藝技術(shù)，則易于實(shí)現(xiàn)振子及外殼的精確的定位、厚度及形狀。
圖10示出形成H形振子體的部分工藝。
在這種情況下，圖10所示工藝代替了圖9(a)和(b)的工藝，且其它工藝與圖9等同，因此而完成H形振子體24。
首先，如圖10(a)所示，在硅基片(40)的晶面(100)的上表面上，形成諸如氧化硅，氮化硅等的保護(hù)涂層52，然后借助一個(gè)有H形開口的掩模通過光刻法在基片40表面的保護(hù)層52上除去一H形狀，于是在保護(hù)涂層52上就形成了一個(gè)H形開口53。
處置H形開口53，使在基片40的(001)方向和與其正交方向的表面由每個(gè)基本振子26A、26B和輔助振子27形成H形桁條。
下一步如圖10(b)所示，通過蝕刻具有該開口53的保護(hù)涂層52，在基片40上形成了一個(gè)相應(yīng)于開口53的H形凹部54。
然后，按照圖9所示的工藝形成圖5所示的H形振子體24。
圖11示出了一種工藝，據(jù)此可提高和穩(wěn)定按圖9的制造工藝生產(chǎn)振子的生產(chǎn)率。
該項(xiàng)工藝與圖9所示工藝幾乎相同，圖11(c)除外。
圖11(c)的工藝包括在圖11(b)所形成的凹部43表面上形成一個(gè)厚度在1微米或以下高濃度硼P++P型外延薄層71。這種情況下，濃度最好定到用浸蝕劑蝕刻P型外延層71的極限上，或例如3×1019cm-3左右。
后面的工藝是通過圖11(d)的外延工藝做圖11(f)的蝕刻，形成圖11(e)的浸蝕劑注入口。
在此項(xiàng)工藝中，從注入口48注入浸蝕劑，蝕刻并除去等同于間隙相應(yīng)部分的第一外延層44及第三外延層46。在此情況下，輔助外延層71原本就是P型及高濃度的，因此不用蝕刻。但是，由于它非常薄，硼聚集度變差，且按照選擇外延工藝的自動(dòng)摻雜和加熱工藝的擴(kuò)散，由堿溶液進(jìn)行蝕刻，于是在表面上顯露出基片40的n型面面。
下面將參考圖12和圖13對上述工藝進(jìn)一步詳細(xì)介紹。
在圖11(c)的工藝中，不出現(xiàn)附加外延層71;在圖11(f)的蝕刻工藝中，P型硅在n型基片40和P型第一對延層44之間的PN結(jié)上維持孤島狀。
上述維持孤島狀的P型剩余物72(圖12)形成一個(gè)n型的轉(zhuǎn)化層73。用堿溶液作為蝕刻過程中的浸蝕液，該轉(zhuǎn)化層在邊界處轉(zhuǎn)換為n型，于是形成一個(gè)通路，從脈沖源Ep(圖11(f))來的電流ie流過該通路，如箭頭所示，保護(hù)剩余物72表面免受蝕刻，這會(huì)產(chǎn)生在振子下部有部分蝕刻不到的問題。
因此，在基片40的頂部就形成了輔助外延層71，它是P型高濃度P++(3×1019cm-3左右)硼涂層，厚度在1微米或以下;漏電流il被切斷，以防止形成剩余物72，且保證穩(wěn)定的蝕刻從而提高蝕刻生產(chǎn)率。
下面介紹用于形成圖9(f)情況下的外殼的工藝。
圖14是一個(gè)工藝圖，是實(shí)現(xiàn)使振子體保持在內(nèi)部真空的外殼中的結(jié)構(gòu)的制造工藝的主要部分。
為了高靈敏度地以高Q因數(shù)檢測壓力及其它物理量，需要將振子裝設(shè)在真空里。但是，在這種情況下，要制造桁條式振子26A、26B、27與模片25形成一個(gè)整體這樣一種結(jié)構(gòu)的振動(dòng)型傳感器，其制造工藝需要一些設(shè)備。
為描述圖14，需研究將圖5示的振子體的基本振子保持在真空中的情況。
從圖9(a)到圖9(e)的工藝仍不變，于是，圖10(a)的蝕刻結(jié)果等效于圖9(f)。
在圖14(b)的工藝中，對基片40和第四外延層47的外表面在溫度約1050℃的氫(H2)氣或真空中進(jìn)行n型外延生長處理理，在基片40和第四外延層47之間形成的注入口48由外延生長填充，于是形成外殼51，且在第二外延層內(nèi)形成帶有基本振子26A的振動(dòng)型傳感器的振子體。
這種情況下，在基本振子26A的周圍和空腔74內(nèi)部形成與注入口48的間隙(t)相等厚度的n型層。
在圖14(b)的工藝中，由于在氫(H2)氣中實(shí)現(xiàn)外延生長，在單晶硅基片40和外殼51之間的空腔74中充了氫氣(H2)。
如圖14(c)所示，具有振子體的振動(dòng)型傳感器被放入保持900℃的真空中，通過硅晶格將氫(H2)抽出至真空。于是可得到1×10-3乇或以下的真空度。
然而在惰性氣體和氮?dú)?壓力略低于氫)中亦已得到類似的結(jié)果。
下一步，參考圖15敘述氫的抽取。圖15中，橫座標(biāo)軸表示溫度，縱座標(biāo)軸表示離解壓力。而從原點(diǎn)劃線表示一個(gè)界限，該界限區(qū)分氫被基片40的硅吸收的區(qū)域和從硅中向外抽出氫的區(qū)域。
根據(jù)介紹，當(dāng)在溫度為T1(例如1200°K)的真空中留存長時(shí)間時(shí)，在外殼51內(nèi)的氫就吸收到外殼51和基片40的硅中，且擴(kuò)散到其內(nèi)部，如果周圍壓力為P1(如10-3乇)或以下，則已達(dá)到表面的氫就會(huì)被分離且釋放。
于是，空腔74內(nèi)可保持例如10-3乇的真空度。
從按照上述工藝進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果可以理解以上敘述，在外殼51內(nèi)的空腔74中壓力約為10-3乇的情況下，得到基本振子26A的Q因數(shù)值為3×104或以上。
圖16是一個(gè)對圖14所示的工藝部分改型的工藝圖。
直至圖14(a)的工藝維持相同，工藝進(jìn)入到圖16(a)。
通過圖14(a)的刻蝕工藝形成了注入口48，而圖16(a)工藝則用于密封注入口48。
在該項(xiàng)工藝中，在由第四外延層47(用作基本振子26A)到第二外延層45和硅基片40的間隙中，氧被取代，然后通過噴鍍非晶硅密封注入口48，因而形成外殼75。
此后，工藝進(jìn)入到抽氣的圖16(b)。在該項(xiàng)工藝中，包括振子體的振動(dòng)型傳感器置于溫度為900℃或以上的真空中，空腔74的一個(gè)內(nèi)壁被該空腔內(nèi)在圖16(a)工藝中充的氧氣氧化，或是在硅中的氧氣部分?jǐn)U散出硅的表面，因此，真空度增高。
根據(jù)本發(fā)明上述制造工藝，振子與硅基片形成一個(gè)整體，它們之間并留有一個(gè)預(yù)定的間隙，并且通過預(yù)定工藝實(shí)現(xiàn)真空，因此，可以實(shí)現(xiàn)壓力和溫度特性都優(yōu)越的振動(dòng)型傳感器。
圖17是一個(gè)截面圖，表示振子加了初始應(yīng)力的振動(dòng)型傳感器結(jié)構(gòu)的主要部分。振子體的制造方法是，兩頭固定在n型硅基片40上，P型振子13固定時(shí)，除兩端外，與基片40留有預(yù)定的間隙，上面蓋有一個(gè)與基片40成一整體的硅外殼51，因此，振子周圍形成空腔74，空腔74內(nèi)部保持真空。
然后，例如待測壓力Pm施加于膜片25，測量兩端固定在膜片25上的振子76上相應(yīng)于本身應(yīng)變的諧振頻率，從而獲得待測量壓力Pm。
其時(shí)，除非待測壓力Pm為零時(shí)施加初始應(yīng)力，否則待測壓力Pm會(huì)使振子76出現(xiàn)彎曲，這是不準(zhǔn)備測量的;除非初始應(yīng)力的消散受到控制，否則會(huì)由此導(dǎo)至靈敏度偏移。
下邊的敘述將涉及到這方面。圖18表示各種雜質(zhì)的共價(jià)鍵半徑Ri以及每種雜質(zhì)的共價(jià)鍵半徑Ri與硅共價(jià)鍵半徑Ri之間的關(guān)系。圖19示出晶格常數(shù)的變化與雜質(zhì)濃度的關(guān)系。從圖18可以理解，當(dāng)硅(Si)的共價(jià)鍵半旋Rsi為1.17 時(shí)，磷(P)的共價(jià)鍵半徑為1.10 ，硼(B)為0.88 ，相當(dāng)小。因此，當(dāng)硼或磷注入到硅中時(shí)，這部分就受到拉伸應(yīng)變。因此，在圖19中硼的濃度是1020cm-3，例如晶格常數(shù)的變化為2×10-3 由于硅的晶格常數(shù)為5.431 ，則應(yīng)變約為4×10-4(＝2×10-3/5.431)。對于4×10-4或以上的應(yīng)變，將兩倍地注入硼，即為2×1020cm-3，與注入率成正比，則將產(chǎn)生8×10-4的初始應(yīng)力。因此，可通過注入任意濃度的硼，得到任意的初始應(yīng)力。
因此，圖17中所示的振子76是有一個(gè)初始應(yīng)力的。
對于小于4×10-14的應(yīng)變，n型硅基片40的磷濃度增加了，或者振子76被氧化，使振子表面上的硼分離成為氧化膜，用氟化氫(HF)除去該氧化膜，則在振子76中的硼濃度減小了，以調(diào)整應(yīng)力為4×10-4或以下。然后，如圖21體現(xiàn)的，認(rèn)為在1017cm-3左右的硼濃度上，應(yīng)力將幾乎不增加。
圖20是表示振子體制造工藝主要部分的工藝圖，振子體是本發(fā)明振動(dòng)型應(yīng)變傳感器的主要部分。
圖20(a)表示在圖9(a)和圖9(b)工藝中通過鹽酸(HCl)蝕刻形成凹部的狀態(tài)。
下一步如圖20(b)所示，對濃度為1018cm-3的硼(P型)，在1050℃氫氣(H2)中，進(jìn)行選擇性外延生長處理使之成為凹部43，因而形成第一外延層44。
此后，如圖20(c)所示，在1050℃氫(H2)氣中，對被調(diào)整為1020cm-3濃度的硼(P型)，在第一外延層44上進(jìn)行選擇外延生長處理，因而形成用作為振子76的第二外延層77。
硅的共價(jià)鍵半徑為1.17 ，且硼的共價(jià)鍵半徑為0.88 因此，如果硼被部分地注入硅中，該部分就受到了拉伸應(yīng)變，它通過調(diào)整用作為振子76的第二外延層77的硼的密度產(chǎn)生一個(gè)必須的初始應(yīng)力。
下一步如圖20(d)所示，對1018cm-3濃度的硼(P型)在1050℃氫(H2)氣中，在第二外延層77上進(jìn)行選擇性外延生長處理，因而形成第三外延層46。
進(jìn)一步如圖20(e)所示，對1020cm-3濃度的硼(P型)在1050℃氫氣(H2)中在第三外延層46上進(jìn)行選擇性外延生長處理，因而形成第四外延層47。
圖20(f)表示蝕刻工藝，用于除去第一外延層44及第三外延層46，其中SiO2保護(hù)涂層41是經(jīng)由圖20(e)的選擇性外延生長工藝之后借助氟化氫(HF)蝕刻去除的(工藝未示出)。
盡管沒有描述，在這個(gè)蝕刻工藝中，整個(gè)浸在堿溶液中，從直流脈沖源Ep施加一個(gè)重復(fù)頻率為0.04赫，峰值為5伏的正脈沖電壓，從而相對于P型第二外延層77，n型硅基片40的電位為正。由于n型硅片40和第四外延層47表面都有一層不可溶解的薄膜，對施加其上的電壓為鈍態(tài)，所以蝕刻率大大低于第一外延層44和第三外延層46。利用這一點(diǎn)去除第一外延層44和第三外延層46。進(jìn)而當(dāng)摻硼濃度大于4×1019時(shí)，蝕刻率比硅沒有被摻雜的正常情況的低得多，正是利用這種現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了部分形成注入口48的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而在硅基片40和第二延長層77之間整個(gè)獲得一個(gè)間隙，留下第二外延層77，如圖20(g)所示。
接下來的工藝與圖9(g)或圖14(b)到圖14(e)的相同。圖17所示的振子體的主要部分是經(jīng)由這樣的工藝形成的。
為進(jìn)一步調(diào)整振子76的初始應(yīng)力，需調(diào)整例如n型硅基片40中磷的密度，從而調(diào)整基片40和第二外延層77的相對受力下的初始應(yīng)力。
或否則，在振子76上外延生長適當(dāng)厚度的低濃度n型硅，也可以減少外顯的初始應(yīng)力。進(jìn)而，加熱氧化可在熱氧化薄膜中產(chǎn)生壓應(yīng)變，從而調(diào)整外顯的初始應(yīng)力。再進(jìn)一步，還可以通過化學(xué)汽相淀積(CVD)、濺射、蒸發(fā)或其它方法調(diào)整初始應(yīng)力。
上述實(shí)施例的描述中規(guī)定注入的原子是硼或是磷原子，然而，本發(fā)明不一定限于此。同時(shí)，振動(dòng)桁條也不只限于硅。
上述的振動(dòng)型應(yīng)變傳感器是就壓力測量敘述的，它也可作加速度傳感器，壓差傳感器及其它。
正如上面具體敘述的，根據(jù)本發(fā)明，可經(jīng)由比先有技術(shù)更簡單的結(jié)構(gòu)給振動(dòng)桁條加初始應(yīng)力，而且可容易地調(diào)整應(yīng)力。
下面將詳細(xì)敘述圖5中所示的放大器。
在圖4所示的先有技術(shù)的振動(dòng)型傳感器中由于振子在非線性區(qū)振動(dòng)，振蕩頻由于齊納二極管的限幅作用而變化，控制驅(qū)動(dòng)電壓的結(jié)構(gòu)能夠按照與其它諧振系統(tǒng)或與測試流體結(jié)合部的邊界來改變振子的振動(dòng)幅度，這樣便不能產(chǎn)生精確的諧振頻率，這樣的問題可以用圖21所示的放大器來解決。
圖21是一個(gè)表示圖5放大器39詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。
參考符號AMC1代表一個(gè)放大器電路，它的輸入端(正)、(負(fù))連接到振子體24的輸出端37、38上，而它的輸出端通過一個(gè)耦合電容器C5進(jìn)一步輸入到放電器電路AMC2，并且它的輸出電壓加到連結(jié)點(diǎn)J上。然后通過一個(gè)相位調(diào)整電路PHC向增益調(diào)整電路GAC輸出一個(gè)電壓。經(jīng)第一級放大以后，增益調(diào)整電路GAC的放大輸出加在電阻R10、場效應(yīng)晶體管Q、變壓器T的串聯(lián)電路上。經(jīng)變壓器T次級繞組對輸出端35產(chǎn)生一個(gè)控制量值的輸出電壓。
另一方面，連結(jié)點(diǎn)J的電壓Vj輸入到一個(gè)半波整流電路HWR轉(zhuǎn)換成相應(yīng)于相應(yīng)于電壓Vj量值的直流電壓Ej，然后輸入到比較器CMP的反相輸入端(-)。從一個(gè)幅值整定電路ASC將參考電壓VR加到比較器CMP的非反向輸入端(+)，比較器CRP將直流電壓Ej和參考電壓VR之間的偏差放大，從它的輸出端將誤差值電壓加到放場效應(yīng)晶體管Q的柵極上，控制漏極和柵極之間的電阻，從而對流到變壓器T的電流進(jìn)行控制。
然后在這些電路中，由電容器C6和電阻R17調(diào)整相位，并由電阻R26調(diào)整輸出端上產(chǎn)生的電壓量值。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電壓從放大器39加到輸入變壓器29上時(shí)，電流i從輸出端流到基本振子26A，于是基本振子26A就按照由磁體17的磁場控制的電動(dòng)力振動(dòng)。該振動(dòng)通過輔助振子27控制基本振子26B，但是由于磁體17的磁場也施加到基本振子26B上，則在基本振子26B上產(chǎn)生一個(gè)電壓e，并且該電壓通過輸出變壓器36輸入到放大器39。放大器39將該電壓放大，并在它的輸出端35產(chǎn)生放大的電壓。
該放大器的電壓再次施加到輸入變壓器33上，并且以更大的電壓施加到基本振子26A上。
重復(fù)上述過程，耦合放大器39和振子體24的回路就產(chǎn)生自激振蕩，然后，將回路的增益定為1或以上，自激振蕩就持續(xù)下去。
這種情況下，自振蕩的電壓幅值是受到控制的，結(jié)果對參考電壓VR的差值達(dá)到恒定。
就是說，當(dāng)相應(yīng)于連接點(diǎn)處電壓V3的直流電壓Ej比參考電壓VR大時(shí)，在比較器CMP的輸出端場效應(yīng)晶體管Q1的內(nèi)阻就隨這些偏差值而增加，流到變壓器T的電流減至最小，并且在輸出端35產(chǎn)生的電壓也減至最小，結(jié)果，施加在振子體24上的電壓減至最小，并且輸入到放大器39的電壓也減至最小。
相反，當(dāng)相應(yīng)于連結(jié)點(diǎn)處電壓Vj的直流電壓Ej比參考電壓VR小時(shí)，工作情況相反。
于是，振蕩幅值在常差范圍內(nèi)與參考電壓VR相吻合。該常差由比較器CMP的輸出電壓/增益來確定，因此，當(dāng)比較器CMP的增益大時(shí)，該常差值可以忽略不計(jì)，并且振子的振幅總等于參考電壓VR。
接下來，參考圖22和圖23敘述采用圖21電路結(jié)構(gòu)時(shí)的效果果。
圖22表示采用圖21電路結(jié)構(gòu)時(shí)的效果，圖23表示當(dāng)采用先有技術(shù)電路結(jié)構(gòu)時(shí)的效果，其中圖21的場效應(yīng)晶體管Q1去掉并成短路狀態(tài)，并且保持驅(qū)動(dòng)力為常量(恒定電源電壓驅(qū)動(dòng))。在圖22和圖23中，橫座標(biāo)表示壓力，縱座標(biāo)表示指數(shù)值。在兩種情況下，橫座標(biāo)的單位間距都是1Kg/cm2。
從其結(jié)果可以理解，當(dāng)圖22情況下波動(dòng)為±0.005%左右時(shí)，圖23情況下的波動(dòng)最大為±0.025左右，則改善約5倍左右。
具體如上所述，本發(fā)明包括檢測放大器自激振蕩半波的幅值;將檢測得到的幅值與預(yù)整定參考電壓比較;調(diào)整放大器末級控制裝置的增益，以與參考電壓吻合;因而維持放大振幅恒定，且任何時(shí)候不受外界條件影響;波動(dòng)不會(huì)引起自激振動(dòng)頻率，所以可實(shí)現(xiàn)高精度振動(dòng)型傳感器。
如上結(jié)合實(shí)施例的具體敘述，本發(fā)明可產(chǎn)生如下效果。
(a)根據(jù)權(quán)利要求1所限定的結(jié)構(gòu)，振子體分為用于激勵(lì)的基本振子26A和用于檢測電動(dòng)力的基本振子26B，進(jìn)而由輔助振子27將其本振子26A和26B機(jī)械地耦合成回路，因而可以得到高激勵(lì)分量除去率(即高信噪比值)，不包括激勵(lì)電流分量，于是可以實(shí)現(xiàn)頻率輸出信號穩(wěn)定的振動(dòng)型傳感器。
(b)權(quán)利要求2限定的結(jié)構(gòu)是振子桁條的方向被限制與硅單晶晶軸相關(guān)的方向上，因而預(yù)計(jì)與權(quán)利要求1效果相似。
(c)根據(jù)權(quán)利要求3所限定的結(jié)構(gòu)，首先由于基片、起基本振子作用的第二外延層以及外殼形成一個(gè)整體，則基片不必連接到外殼，這樣可以避免由于連接造成的不穩(wěn)定性。第二，由于可以用簡單的結(jié)構(gòu)將振子與空氣隔開，則易于實(shí)現(xiàn)小型化。第三，由于采用了半導(dǎo)體工占際?，则可易釉燂到振子及惋兯N范ㄎ?，厚度和形状覝纨_鎂貳 (d).權(quán)利要求4限定的結(jié)構(gòu)是，將每個(gè)部件限制為權(quán)利要求3中由導(dǎo)電方式限定的制造工藝，則保證了與權(quán)利要求3類似的效果。
(e).根據(jù)權(quán)利要求5限定的結(jié)構(gòu)，在權(quán)利要求3中限定的制造工藝應(yīng)用于H形振子體的制造工藝，因而也可以保證H形振子體與權(quán)利要求3制造工藝類似的效果。
(f).權(quán)利要求6限定的結(jié)構(gòu)是，振子間隙相應(yīng)部分、通過外延生長的外殼等效部分的制造采用權(quán)利要求3規(guī)定的制造工藝，因而保證了與權(quán)利要求3類似的效果。
(g).根據(jù)權(quán)利要求7所限定的結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步保證權(quán)利要求4規(guī)定的制造工藝獲得較好的生產(chǎn)率。
(h).根據(jù)權(quán)利要求8限定的結(jié)構(gòu)，振子與硅基片形成一個(gè)整體，中間留一個(gè)預(yù)定的間隙，且簡單地按預(yù)定工藝使之保持真空，因此可使振動(dòng)型傳感器在壓力和溫度特性方面都有優(yōu)越的性能。
(i).根據(jù)權(quán)利要求9限定的結(jié)構(gòu)，該工藝包括在氫氣中密封真空，這與權(quán)利要求8的制造工藝是相對應(yīng)的，因而保證了與權(quán)利要求8類似的效果。
(j).根據(jù)權(quán)利要求10限定的結(jié)構(gòu)，該工藝包括在氧氣中密封真空，這與權(quán)利要求8的制造工藝相對應(yīng)，因而保證了與權(quán)利要求8類似的效果，且進(jìn)而保證了各種制造工藝的安全。
(k)根據(jù)權(quán)利要求11限定的結(jié)構(gòu)，通過一個(gè)與現(xiàn)有技術(shù)相比簡單的結(jié)構(gòu)給振子施加初始應(yīng)力，且此應(yīng)力易于調(diào)整。
(l).根據(jù)權(quán)利要求12限定的結(jié)構(gòu)，通過一個(gè)簡單的結(jié)構(gòu)給權(quán)利要求2規(guī)定的H形振子施加初始應(yīng)力，且該應(yīng)力易于調(diào)整。
(m)根據(jù)權(quán)利要求13所限定的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明包括檢測放大器自激振蕩半波幅值;將檢測得的幅值與預(yù)整定參考電壓比較;調(diào)整放大器末級控制裝置的增益，以與參考電壓吻合;因而維持振幅恒定，任何時(shí)候均保持振幅是一個(gè)常量而不受外界條件影響;波動(dòng)不會(huì)引起自振頻率，所以可以實(shí)現(xiàn)高精密度振動(dòng)型傳感器。
權(quán)利要求
1.在設(shè)有振子體的振動(dòng)型傳感器中，該振子體由在單晶硅基片上的單晶硅材料、激勵(lì)振子體的激勵(lì)裝置、以及檢測上述振子體激勵(lì)振動(dòng)的振動(dòng)檢測裝置組成其改進(jìn)包括一個(gè)H形振子體，它具有兩個(gè)基本振子，每個(gè)振子相對兩端固定在上述基片上，兩個(gè)振子互相平行；還有一個(gè)輔助振子，它與兩個(gè)基本振子的中心部分機(jī)械地連接一個(gè)在垂直于振子體方向上感生直流磁場的磁場感應(yīng)裝置一個(gè)借助將交流電流傳遞給上述基本振子之一的相對端或傳遞給兩個(gè)基本振子同側(cè)端，產(chǎn)生直流磁場與振子相互作用而使振子振動(dòng)的激勵(lì)裝置一個(gè)用于檢測另一個(gè)基本振子相對端上或兩個(gè)基本振子同側(cè)端上產(chǎn)生的電動(dòng)力的振動(dòng)檢測裝置一個(gè)連接在上述激勵(lì)裝置和振動(dòng)檢測裝置之間的放大裝置。
2.按照權(quán)利要求1限定的振動(dòng)型傳感器，它包括一個(gè)H形振子體，該振子體具有上述每個(gè)基本振子，每個(gè)振子在基片的晶面(100)的(001)方向形成桁架狀;還包括上述的與這些振子垂直的輔助振子。
3.在振動(dòng)型傳感器制造工藝中，桁架式振子作在一個(gè)單晶硅基片上的薄膜片上，與之形成一個(gè)整體，但與膜片有一個(gè)預(yù)定的間隙;其頂部有一個(gè)外殼，外殼與振子也有一預(yù)定的間隙;其改進(jìn)特征在于上述間隙相應(yīng)部分由硅或氧化硅組成，上述振子與基片形成一個(gè)整體;間隙相應(yīng)部分的上部由一個(gè)與基片成一整體的等效外殼部分覆蓋住;其次，在上述外殼等效部分上形成了一個(gè)往上述間隙相應(yīng)部分注入浸蝕液的注入口，然后，通過蝕刻除去上述間隙相應(yīng)部分，從而使注入口封閉，達(dá)到密封。
4.權(quán)利要求3所限定的振動(dòng)型傳感器制造工藝，其中上述基片的導(dǎo)電方式為n型，上述間隙相應(yīng)部分導(dǎo)電方式為P型;上述振子和外殼均為高濃度的，且為P型導(dǎo)電方式。
5.權(quán)利要求3所限定的振動(dòng)型傳感器制造工藝，引入形成H型凹槽的工藝，在凹槽中封裝一個(gè)H形振子體，而不是振子，蝕刻凹槽的工藝是，在基片(100)的晶面的＜100＞方向以及與其垂直的方向上放置一個(gè)H形蝕刻掩模，進(jìn)行蝕刻。
6.權(quán)利要求3所限定的振動(dòng)型傳感器的制造工藝，其中在上述基片上形成氧化硅或氮化硅的保護(hù)涂層，且通過蝕刻將其部分地除掉留下一個(gè)凹槽，下一步在凹槽內(nèi)依外延生長形成上述振子、間隙相應(yīng)部分以及外殼等效部分，然后通過蝕刻將保護(hù)涂層剩余部分除去，形成上述注入口。
7.權(quán)利要求4限定的振動(dòng)形成傳感器制造工藝，引入一道在上述基片上形成厚度1微米或以下，高濃度，P型導(dǎo)電方式的輔助外延層的工藝。
8.權(quán)利要求3限定的振動(dòng)型傳感器制造工藝，其中，通過蝕刻除去上述間隙相應(yīng)部分，形成一個(gè)空腔，然后在氣體中密封上述注入口，且維持高溫，因而保持上述空腔真空。
9.權(quán)利要求8限定的振動(dòng)型傳感器制造工藝，其中用氫作為上述氣體。
10.權(quán)利要求8所限定的振動(dòng)型傳感器的制造工藝，其中用氧作為上述氣體。
11.上述振動(dòng)型傳感器是通過測量振子的諧振頻率來測量與施加到固定在一個(gè)硅基片上的桁條式振子相對端的應(yīng)力有關(guān)的物理量，其改進(jìn)包括，用注入其鍵半徑小于構(gòu)成上述振子的原子鍵半徑的另一個(gè)原子的方法給振子加預(yù)定的初始應(yīng)力。
12.權(quán)利要求2所限定的振動(dòng)型傳感器，是用注入其鍵半徑小于構(gòu)成上述每一個(gè)振子的原子鍵半徑的另一個(gè)原子來給上述每個(gè)振子加預(yù)定的初始應(yīng)力的。
13.權(quán)利要求1所限定的振動(dòng)型傳感器，它包括一個(gè)放大上述振子體產(chǎn)生的信號的前置放大裝置，一個(gè)通過放大前置放大裝置輸出來控制增益的增益控制裝置;一個(gè)對前置放大裝置輸出量有關(guān)的信號和預(yù)定參考值進(jìn)行比較并輸出一個(gè)差值信號的比較裝置;其特征在于上述增益控制裝置由差值信號控制，因而保持上述自激振蕩幅值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)型傳感器，其中H形振子與硅基片形成整體，在周圍有一個(gè)空腔，連同放大器一起，在其固有頻率上保持自激振蕩；當(dāng)施加到硅基片上一定物理量，如力、壓力、差壓等時(shí)，振子的固有頻率隨該物理量而變化，通過變化檢測物理量；通過半導(dǎo)體技術(shù)制造該振動(dòng)型傳感器的工藝；維持空腔內(nèi)真空的工藝；給予振子初始應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，以及使自激振蕩穩(wěn)定工作的放大器結(jié)構(gòu)。
文檔編號A61B1/06GK1038352SQ8910387
公開日1989年12月27日 申請日期1989年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月7日
發(fā)明者原田謹(jǐn)爾, 池田恭一, 桑山秀樹, 小林隆, 西川直, 渡邊哲也, 吉田隆司 申請人:橫河電機(jī)株式會(huì)社