本技術涉及電子核心產(chǎn)業(yè)中敏感元件及傳感器制造，尤其涉及一種壓電諧振式壓力傳感器、補償系統(tǒng)及制備方法。

背景技術：

1、壓力傳感器可以按照一定的規(guī)律將接收的壓力信號轉換為電信號，并將電信號輸出至其他設備，屬于敏感元件。壓力傳感器廣泛應用于國防、汽車、石油、航空航天、智能硬件等技術領域，屬于電子核心產(chǎn)業(yè)技術領域。

2、隨著微機電系統(tǒng)(mems，micro-electro-mechanical?system)技術的發(fā)展，壓力傳感器可以和微機電系統(tǒng)技術相結合實現(xiàn)壓力傳感器的批量生產(chǎn)，提高壓力傳感器的生產(chǎn)效率。

3、根據(jù)工作原理的不同，壓力傳感器可以分為壓電諧振式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器等。其中，由于壓電諧振式壓力傳感器具有穩(wěn)定性好、精確度較高等的優(yōu)點，而被廣泛應用于精度要求較高、環(huán)境惡劣，例如航空航天、石油等。

4、基于現(xiàn)有壓電諧振式壓力傳感器的結構，壓電諧振式壓力傳感器的壓力檢測范圍較小，可能影響壓電諧振式壓力傳感器的適用范圍。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術提供一種壓電諧振式壓力傳感器，以擴大壓電諧振式壓力傳感器的壓力檢測范圍，擴大壓電諧振式壓力傳感器的適用范圍。

2、本技術的第一方面提供一種壓電諧振式壓力傳感器，應用于電子核心產(chǎn)業(yè)。壓電諧振式壓力傳感器包括壓電組件、諧振薄膜以及壓力諧振組件。

3、其中，壓電組件直接或間接地與外接電路連接。諧振薄膜設于壓電組件的一側，且諧振薄膜與壓電組件直接或間接地連接。壓力諧振組件設于諧振薄膜的一側且與諧振薄膜連接，壓力諧振組件朝向諧振薄膜的一側設置有諧振凹槽，諧振薄膜設于諧振凹槽的開口，且諧振凹槽與諧振薄膜配合形成諧振腔，壓力諧振組件背離諧振薄膜的一側設有壓力腔，諧振凹槽與壓力腔之間設有壓力敏感薄膜，壓力腔用于接收待檢測壓力。其中，沿諧振薄膜至壓力諧振組件的方向，諧振腔的投影至少部分落入壓力腔的投影范圍內。

4、根據(jù)本技術示例提供的壓電諧振式壓力傳感器，壓力腔能夠接收待檢測壓力，待檢測壓力能夠通過壓力諧振組件傳遞至壓電組件和諧振薄膜，通過壓電組件的特性對待檢測壓力進行檢測。由于壓電組件設置在諧振薄膜背離壓力諧振組件的一側，使得壓電組件接收待檢測壓力的壓力腔間隔設置。且由于壓力諧振組件的諧振凹槽與諧振薄膜配合形成諧振腔。在壓電組件帶動壓力諧振組件振動的情況下，諧振腔能夠為壓電組件提供變形空間，降低壓電組件因發(fā)生振動導致形變量較大，進而導致壓電組件發(fā)生破損的可能性。

5、在壓電組件發(fā)生破損的可能性降低的情況下，本技術示例提供的壓電諧振式壓力傳感器可以承受較大的待檢測壓力，從而提高了壓電諧振式壓力傳感器測量壓力的范圍，擴大了壓電諧振式壓力傳感器的測量范圍，擴大了壓電諧振式壓力傳感器的適用范圍，使得壓電諧振式壓力傳感器可以廣泛應用于電子核心產(chǎn)業(yè)技術領域。

6、此外，在本技術示例中，由于沿諧振薄膜至壓力諧振組件的方向，諧振腔的投影至少部分落入壓力腔的投影范圍內，即諧振腔與壓力腔至少部分重合?；诖耍梢詼p小諧振式壓電傳感的體積，有利于壓電諧振式壓力傳感器的小型化，有利于壓電諧振式壓力傳感器的集成化發(fā)展。

7、在一些可能的實現(xiàn)方式中，諧振薄膜與壓力諧振組件之間的連接處設置有至少部分氧化層。

8、氧化層可以保證諧振薄膜與壓力諧振組件之間的絕緣性，保證壓電諧振式壓力傳感器的使用可靠性。

9、氧化層還可以降低環(huán)境因素中溫度對壓電諧振式壓力傳感器的影響，保證諧振式壓傳感器的測量準確性。

10、在一些可能的實現(xiàn)方式中，諧振薄膜與壓力諧振組件鍵合連接，諧振薄膜與壓力諧振組件鍵合連接處形成至少部分氧化層。

11、諧振薄膜與壓力諧振組件可以通過陽極鍵合、熔融鍵合或其他鍵合方式連接在一起。諧振薄膜與壓力諧振組件鍵合連接處形成的氧化層能夠保證諧振薄膜與壓力諧振組件的連接可靠性，進而保證壓電諧振式壓力傳感器的使用可靠性。

12、在一些可能的實現(xiàn)方式中，諧振薄膜由soi晶片加工而成，壓力諧振組件由si晶片加工而成，soi晶片的器件層與si晶片鍵合連接，soi晶片與si晶片的連接位置處形成至少部分氧化層。

13、在一些可能的實現(xiàn)方式中，沿諧振薄膜至壓力諧振組件的方向，諧振腔的投影落入壓力腔的投影范圍內。

14、通過沿諧振腔至壓力腔的方向，諧振腔的投影可以完全落入壓力腔的投影范圍內，這樣，可以進一步減小壓電諧振式壓力傳感器的體積，有利于壓電諧振式壓力傳感器的小型化。

15、在一些可能的實現(xiàn)方式中，壓力諧振組件包括至少一個連接結構，連接結構設于壓力諧振組件朝向壓力敏感薄膜的一側，至少一個連接結構與壓力敏感薄膜配合形成諧振凹槽。

16、諧振腔能夠為壓電組件的振動提供振動空間，降低壓電組件因振動發(fā)生形變導致壓電組件損壞的可能性。連接結構能夠直接或間接地連接壓力敏感薄膜和壓電組件，且連接結構能夠改變待檢測壓力的作用方向，使得沿垂直作用于壓電組件的待檢測壓力較小，降低壓電組件受損的可能性，提高了諧振薄膜的承壓能力，擴大了壓電諧振式壓力傳感器的檢測范圍，保證了壓電諧振式壓力傳感器在壓力檢測范圍內的線性度。

17、在一些可能的實現(xiàn)方式中，壓力諧振組件還包括至少一個諧振襯底，諧振襯底設于壓力諧振組件背離諧振薄膜的一側，至少一個諧振襯底與壓力敏感薄膜配合形成壓力腔。

18、通過設置諧振襯底，諧振襯底與壓力敏感薄膜配合形成壓力腔，操作人員可以控制氣體或者液體等流體對壓力腔的腔壁施加壓力，通過設置壓力腔可以使得壓力敏感薄膜的受力較為集中，便于操作人員對壓力腔的腔壁施加待檢測壓力。

19、在一些可能的實現(xiàn)方式中，壓電諧振式壓力傳感器還包括封蓋，封蓋設于壓電組件背離壓力諧振組件的一側，封蓋直接或間接地與壓電組件連接。

20、封蓋可以隔離壓電組件與大氣環(huán)境，保證壓電組件工作時處于真空環(huán)境，進而提高壓電諧振式壓力傳感器的質量因子對應的數(shù)值，保證壓電諧振式壓力傳感器的工作性能。

21、本技術的第二方面提供一種補償系統(tǒng)，該補償系統(tǒng)包括集成于一體的驅動部件、檢測部件以及上述任一示例提及的壓電諧振式壓力傳感器，至少兩個壓電諧振式壓力傳感器包括至少一個受壓傳感器與至少一個補償傳感器。

22、由于受壓傳感器和補償傳感器集成在一起，具有相同的諧振薄膜，溫度、振動、沖擊等環(huán)境因素會對受壓傳感器與補償傳感器的諧振薄膜產(chǎn)生相同的影響，從而受壓傳感器與補償傳感器的諧振薄膜基于環(huán)境因素的影響能夠有相同的輸出。

23、基于此，檢測部件檢測受壓傳感器與補償傳感器的諧振頻率時，只要將受壓傳感器輸出的諧振頻率減去補償傳感器輸出的諧振頻率，再提取最終的諧振頻率，即可排除環(huán)境因素的影響，提高補償系統(tǒng)對待檢測壓力的檢測準確性。

24、本技術的第三方面提供一種壓電諧振式壓力傳感器的制備方法，適用于上述任一示例提及的壓電諧振式壓力傳感器，soi晶片包括器件層、埋氧層以及襯底層。

25、上述方法包括以下步驟：取si晶片，在si晶片的一側開設諧振凹槽。取soi晶片，器件層厚度等于諧振薄膜的厚度，鍵合連接si晶片，使得器件層封閉諧振凹槽的開口，諧振凹槽與器件層配合形成諧振腔。去除埋氧層和襯底層，減薄soi晶片的厚度等于器件層的厚度。在器件層背離soi晶片的一側沉積壓電組件。在si晶片背離器件層的一側加工壓力腔。其中，沿所述諧振薄膜至所述壓力諧振組件的方向，所述諧振腔的投影至少部分落入所述壓力腔的投影范圍內。