G - Physics – 01 – L
Patent
G - Physics
01
L
G01L 1/10 (2006.01) G01B 7/16 (2006.01) G01L 1/18 (2006.01) G01L 9/00 (2006.01) G01L 9/06 (2006.01) G01P 15/08 (2006.01) G01P 15/097 (2006.01) G01P 15/10 (2006.01) H04R 17/02 (2006.01)
Patent
CA 2167398
A resonant strain gauge includes a silicon substrate, a polysilicon flexure beam fixed at both ends relative to the substrate, and a polysilicon rigid cover cooperating with the substrate to enclose the flexure beam within a sealed vacuum chamber. An upper bias electrode is formed on the cover, and a lower bias electrode is formed at the bottom of a trough in the substrate directly beneath the flexure beam. A drive electrode and a piezoresistive element are supported by the beam, formed over a silicon nitride thin film layer deposited onto the top surface of the flexure beam. A second silicon nitride layer covers the drive electrode and piezoresistor, cooperating with the first silicon nitride layer to dielectrically encapsulate the drive electrode and piezoresistor. The silicon nitride further extends outwardly of the beam to a location between the polysilicon layer that contains the beam, and the cover, to isolate the cover from the flexure beam. A polysilicon film is applied over the upper silicon nitride layer as a passivation layer to protect the silicon nitride during gauge fabrication. The process for fabricating the gauge includes a sequence of applying the various polysilicon and silicon nitride layers by low pressure chemical vapor deposition, in combination with selective, etching to define the flexure beam, electric circuit components and vacuum chamber.
Une jauge de contrainte résonnante comporte un substrat en silicium, une poutre flexible en polysilicium fixée à ses deux extrémités par rapport au substrat, et un élément de recouvrement en polysilicium rigide coopérant avec le substrat de sorte que la poutre flexible soit enfermée dans une chambre à vide fermée hermétiquement. Une électrode de polarisation supérieure est formée sur l'élément de couverture, et une électrode de polarisation inférieure est formée au fond d'une dépression formée dans le substrat, directement au-dessous de la poutre flexible. Une électrode d'attaque et un élément piézorésistif formés sur une couche mince de nitrure de silicium déposée sur la surface supérieure de la poutre flexible sont supportés par ladite poutre. Une deuxième couche de nitrure de silicium coopérant avec la première couche recouvre l'électrode d'attaque et la piézorésistance de manière à les encapsuler diélectriquement. Le nitrure de silicium s'étend également à l'extérieur de la poutre flexible jusque dans une zone située entre la couche de polysilicium contenant la poutre et l'élément de recouvrement de sorte que ce dernier soit isolé de la poutre flexible. Une couche mince de polysilicium faisant office de couche de passivation est appliquée sur la couche de nitrure de silicium supérieure de manière à protéger le nitrure de silicium pendant la fabrication de la jauge. Le procédé de fabrication de la jauge consiste à appliquer les différentes couches de polysilicium et de nitrure de silicium par dépôt chimique en phase vapeur basse pression, et à procéder conjointement à une attaque chimique de manière à former la poutre flexible, les composants du circuit électrique et la chambre à vide.
Honeywell Inc.
Smart & Biggar
LandOfFree
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