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CN118603373A - 压电谐振式压力传感器、补偿系统及制备方法 - Google Patents

压电谐振式压力传感器、补偿系统及制备方法 Download PDF

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CN118603373A
CN118603373A CN202410826279.2A CN202410826279A CN118603373A CN 118603373 A CN118603373 A CN 118603373A CN 202410826279 A CN202410826279 A CN 202410826279A CN 118603373 A CN118603373 A CN 118603373A
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CN
China
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resonant
piezoelectric
layer
pressure
component
Prior art date
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Application number
CN202410826279.2A
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Inventor
丹尼尔·伊柳塔·拉帕达图
吴志鹏
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Fuyuanxin Shanghai Technology Co ltd
Original Assignee
Fuyuanxin Shanghai Technology Co ltd
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Abstract

本申请提供一种压电谐振式压力传感器、补偿系统及制备方法，涉及电子核心产业中敏感元件及传感器制造技术领域。压电谐振式压力传感器包括压电组件、谐振组件以及压力敏感组件。谐振组件设有谐振腔。压力敏感组件设于谐振组件背离压电组件的一侧，压力敏感组件中的压力敏感薄膜、第一氧化层与谐振衬底配合形成压力腔，压力腔的开口背离谐振组件，压力腔用于接收待检测压力。其中，压力敏感组件封闭谐振腔的开口，沿谐振组件朝向压力敏感组件的方向，至少部分谐振腔的投影落入压力腔的投影范围内。根据本申请示例提供的压电谐振式压力传感器，可以扩大压电谐振式压力传感器测量压力的范围，进而扩大压电谐振式压力传感器的使用范围。

Description

压电谐振式压力传感器、补偿系统及制备方法
技术领域
本申请涉及电子核心产业中敏感元件及传感器制造技术领域，尤其涉及一种压电谐振式压力传感器、补偿系统及制备方法。
背景技术
压力传感器可以按照一定的规律将接收的压力信号转换为电信号，并将电信号输出至其他设备，属于敏感元件。压力传感器广泛应用于国防、汽车、石油、航空航天、智能硬件等技术领域，属于电子核心产业技术领域。
随着微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)技术的发展，压力传感器可以和微机电系统技术相结合实现压力传感器的批量生产，提高压力传感器的生产效率。
根据工作原理的不同，压力传感器可以分为压电谐振式压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器等。其中，由于压电谐振式压力传感器具有稳定性好、精确度较高等的优点，而被广泛应用于精度要求较高、环境恶劣，例如航空航天、石油等。
基于现有压电谐振式压力传感器的结构，压电谐振式压力传感器的压力检测范围较小，可能影响压电谐振式压力传感器的适用范围。
发明内容
本申请提供一种压电谐振式压力传感器，以扩大压电谐振式压力传感器的压力检测范围，扩大压电谐振式压力传感器的适用范围。
第一方面，本申请示例提供一种压电谐振式压力传感器，应用于电子核心产业。该压电谐振式压力传感器包括压电组件、谐振组件以及压力敏感组件。压电组件直接或间接地与外接电路连接。谐振组件背离压电组件的一侧设有谐振腔，谐振腔的开口背离压电组件设置。压力敏感组件设于谐振组件背离压电组件的一侧，压力敏感组件包括压力敏感薄膜、第二埋氧层以及谐振衬底，压力敏感薄膜、第二埋氧层以及谐振衬底配合形成压力腔，压力腔的开口背离谐振组件设置，压力腔用于接收待检测压力。
其中，压力敏感组件封闭谐振腔的开口，沿谐振组件朝向压力敏感组件的方向，至少部分谐振腔的投影落入压力腔的投影范围内。
基于上述，根据本申请示例提供的压电谐振式压力传感器，压力腔能够接收待检测压力，待检测压力能够通过压力敏感组件传递至压电组件和谐振组件，通过压电组件的特性对待检测压力进行检测。由于压电组件设置在谐振组件背离压力敏感组件的一侧，使得压电组件与接收待检测压力的压力腔间隔设置。且由于谐振组件背离压电组件的一侧设有谐振腔，在压电组件带动谐振组件振动的情况下，谐振腔能够为压电组件提供形变空间，降低压电组件因发生振动导致形变量较大，进而导致压电组件发生破损的可能性。
在压电组件发生破损的可能性降低的情况下，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器可以承受较大的待检测压力，从而提高了压电谐振式压力传感器测量压力的范围，扩大了压电谐振式压力传感器的测量范围，扩大了压电谐振式压力传感器的适用范围，使得压电谐振式压力传感器可以广泛应用于电子核心产业技术领域。
此外，相比较现有压电谐振式压力传感器中谐振腔与压力腔错落设置，或者谐振腔与压力腔之间设置有除压力敏感薄膜之外的其他部件，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器沿谐振薄膜1221至压力敏感组件的方向，谐振腔的投影至少部分落入压力腔的投影范围内，占用空间更小，可以减小谐振式压电传感的体积，有利于压电谐振式压力传感器的小型化，有利于压电谐振式压力传感器的集成化发展。
本申请示例中，通过设置第二埋氧层可以保证压力敏感薄膜与谐振衬底之间的绝缘性，保证压电谐振式压力传感器的使用可靠性。第二埋氧层还可以降低环境因素中温度对压电谐振式压力传感器的影响，保证谐振式压传感器的检测准确性。
在一些可能的实现方式中，谐振组件包括相连接的谐振膜层与谐振连接层，谐振膜层与压电组件连接，谐振连接层设于谐振膜层背离压电组件层的一侧，谐振连接层连接谐振膜层与压力敏感组件。谐振连接层上设有第一通孔，第一通孔与谐振膜层配合形成谐振腔。
由于谐振组件的一侧设置有，谐振组件的另一侧设置有压电组件。基于此，作用在压力敏感组件的待检测压力可以通过压力敏感组件传递至压电组件和谐振组件，进而引起压电组件的振动。由于谐振腔设于压电组件的一侧，所以谐振腔能够为压电组件的振动提供振动空间，降低压电组件因振动发生形变导致压电组件损坏的可能性。
在压电组件发生振动的情况下，谐振腔可以为压电组件的振动提供形变空间，降低压电组件因振动发生形变而损坏的可能性。
在一些可能的实现方式中，谐振组件还包括第一氧化层，谐振膜层与谐振连接层通过第一氧化层相连接。
通过设置第一氧化层可以进一步保证谐振组件与压力敏感组件之间的绝缘性，进一步保证压电谐振式压力传感器的使用可靠性。
第一氧化层还可以降低环境因素中温度对压电谐振式压力传感器的影响，进一步保证谐振式压传感器的检测准确性。
在一些可能的实现方式中，压电谐振式压力传感器还包括第二氧化层，压力敏感组件与谐振组件通过第二氧化层连接。
通过设置第二氧化层可以进一步保证压力敏感组件与谐振组件之间的绝缘性，进一步保证压电谐振式压力传感器的使用可靠性。
第二氧化层还可以降低环境因素中温度对压电谐振式压力传感器的影响，进一步保证谐振式压传感器的检测准确性。
在一些可能的实现方式中，谐振连接层上设有第二通孔，第二通孔与第一通孔间隔设置，谐振膜层封闭第二通孔靠近谐振膜层的开口，谐振连接层封闭第二通孔靠近谐振连接层的开口。或者，压电组件与谐振组件上设有沟槽，沟槽贯穿压电组件与谐振组件，沟槽与第一通孔间隔设置，压力敏感组件封闭沟槽朝向压力敏感组件的开口。
通过设置第二通孔可以将部分谐振连接层分为至少一个连接结构与至少一个谐振基底，连接结构与谐振基底间隔设置。第二通孔设于连接结构与谐振基底之间。
连接结构能够连接压力敏感薄膜和压电组件，且连接结构能够改变待检测压力的作用方向，使得沿垂直作用于压电组件的待检测压力较小，降低压电组件受损的可能性，提高了谐振薄膜的承压能力，扩大了压电谐振式压力传感器的检测范围，保证了压电谐振式压力传感器在压力检测范围内的线性度。
通过设置第二通孔可以使得谐振基底与连接结构之间保持距离，进而减小连接结构的横截面积，使得通过连接结构传递至压电组件的工作应力较为集中，有利于提高压电谐振式压力传感器的检测准确度。
由于本申请示例提及的沟槽背离压力敏感组件的开口为敞开状态，即沟槽的开口可以开设至压电组件所在的位置，具体可以开设至压电组件背离谐振薄膜的一侧。基于此，谐振薄膜可以将压电层分为至少两个部分，沿谐振凹槽至压力腔的方向，沟槽的投影位于至少一个电极的投影与谐振腔的投影之间，即沟槽可以将压电组件分为受待检测压力作用产生振动的一部分，以及在待检测压力的作用下几乎不发生振动的一部分，至少一个电极可以位于几乎不发生振动的压电组件部分。这样，可以减小待检测压力对电极的影响，降低电极在待检测压力作用下发生振动的可能性，进而保证压电谐振式压力传感器的使用可靠性。
在一些可能的实现方式中，连接层包括至少一个连接结构与至少一个谐振基底，连接结构与谐振基底间隔设置。第二通孔设于连接结构与谐振基底之间。或者，部分沟槽设于连接结构与谐振基底之间。
在一些可能的实现方式中，在压电谐振式压力传感器设有沟槽的情况下，谐振膜层包括第一连接部、第二连接部以及谐振薄膜，谐振薄膜与第一连接部连接，第二连接部设于第一连接部背离谐振薄膜的一侧，第一连接部与第二连接部间隔设置，部分沟槽设于第一连接部与第二连接部之间。
在一些可能的实现方式中，沿谐振组件朝向压力敏感组件的方向，谐振腔的投影落入压力腔的投影范围内。
通过沿谐振腔至压力腔的方向，谐振腔的投影可以完全落入压力腔的投影范围内，这样，相比较现有压电谐振式压力传感器中谐振腔与压力腔错落设置，或者谐振腔与压力腔之间设置有除压力敏感薄膜之外的其他部件，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器沿谐振薄膜至压力敏感组件的方向，谐振腔的投影落入压力腔的投影范围内，占用空间更小，可以进一步减小谐振式压电传感的体积，有利于压电谐振式压力传感器的小型化，有利于压电谐振式压力传感器的集成化发展。
本申请的第二方面提供一种补偿系统，该补偿系统包括集成于一体的驱动部件、检测部件以及上述任一示例提及的压电谐振式压力传感器，至少两个压电谐振式压力传感器包括至少一个受压传感器与至少一个补偿传感器。
由于受压传感器和补偿传感器集成在一起，具有相同的谐振薄膜，温度、振动、冲击等环境因素会对受压传感器与补偿传感器的谐振薄膜产生相同的影响，从而受压传感器与补偿传感器的谐振薄膜基于环境因素的影响能够有相同的输出。
基于此，检测部件检测受压传感器与补偿传感器的谐振频率时，只要将受压传感器输出的谐振频率减去补偿传感器输出的谐振频率，再提取最终的谐振频率，即可排除环境因素的影响，提高补偿系统对待检测压力的检测准确性。
本申请的第三方面提供一种系统压电谐振式压力传感器的制备方法，适用于上述任一示例提及的压电谐振式压力传感器，该方法用于将第一SOI晶片、第二SOI晶片以及第三SOI晶片加工压电谐振式压力传感器，第一SOI晶片包括第一器件层、第一埋氧层以及第一衬底层，第二SOI晶片包括第二器件层、第二埋氧层以及第二衬底层，第三SOI晶片包括第三器件层、第三埋氧层以及第三衬底层，上述方法包括以下步骤：
取第一SOI晶片，在第一器件层加工谐振腔，第一器件层厚度等于谐振腔的高度。
取第二SOI晶片，键合连接第一器件层与第二器件层，第二器件层封闭谐振腔的腔口，第二器件层厚度等于压力敏感薄膜厚度。
去除第一衬底层与第一埋氧层，以露出第一器件层。
取第三SOI晶片，键合连接第三器件层与第一器件层，第三器件层厚度等于谐振薄膜的厚度。
去除第三衬底层与第三埋氧层，以露出第三器件层。
在第三器件层背离第一器件层的一侧设置压电组件。
在第二衬底层加工压力腔，沿谐振组件朝向压力敏感组件的方向，至少部分谐振腔的投影落入压力腔的投影范围内。
附图说明
图1为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器的结构示意图。
图2为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器结构示意图的俯视图。
图3为图2中A-A的剖视图。
图4为图2中B-B的剖视图。
图5为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器的内部结构示意图。
图6为本申请示例提供的另一种压电谐振式压力传感器的结构示意图。
图7为本申请示例提供的另一种压电谐振式压力传感器结构示意图的俯视图。
图8为图7中C-C剖视图。
图9为图8中A处的局部放大示意图。
图10为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器的工作原理示意图。
图11为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器的谐振原理示意图。
图12为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构设有4个引线桥。
图13为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构设有3个引线桥。
图14为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构设有2个引线桥。
图15为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构设有1个引线桥。
图16为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构未设置引线桥。
图17为本申请示例提供的另一种压电谐振式压力传感器的结构示意图。
图18为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器制备方法的流程示意图。
图19为本申请示例提供的一种第一SOI晶片未加工时的结构示意图。
图20为本申请示例提供的一种第一SOI晶片加工谐振腔与第一通孔的结构示意图。
图21为本申请示例提供的一种第二SOI晶片未加工时的结构示意图。
图22为本申请示例提供的一种加工后的第一SOI晶片翻转与第二SOI晶片准备键合的结构示意图。
图23为本申请示例提供的一种加工后的第一SOI晶片翻转与第二SOI晶片键合的结构示意图。
图24为本申请示例提供的一种第一SOI晶片与第二SOI晶片键合连接且去除第一衬底层与第一埋氧层之后的结构示意图。
图25为本申请示例提供的一种第三SOI晶片未加工时的结构示意图。
图26为本申请示例提供的一种第三SOI晶片翻转准备与第一器件层键合的结构示意图。
图27为本申请示例提供的一种第三SOI晶片翻转与第一器件层键合的结构示意图。
图28为本申请示例提供的一种基于图27去除第三衬底层与第三埋氧层的结构示意图。
图29为本申请示例提供的一种基于图28在第三器件层背离第一器件层侧加工压电组的结构示意图。
图30为本申请示例提供的一种基于图29对压电组件加工后的结构示意图。
图31为本申请示例提供的一种基于图30在压电组件背离第一器件层的设置保护层的结构示意图。
图32为本申请示例提供的一种基于图31从保护层加工第一连接孔的结构示意图。
图33为本申请示例提供的一种基于图32从保护层加工第二连接孔的结构示意图。
图34为本申请示例提供的一种基于图33在保护层背离第一器件层侧沉积引线电极层的结构示意图。
图35为本申请示例提供的一种基于图34对引线电极层进行加工的结构示意图。
图36为本申请示例提供的一种基于图35在第二SOI晶片背离第一器件层加工压力腔的结构示意图。
图37为本申请示例提供的一种基于图36从保护层加工沟槽的结构示意图。
图38为本申请示例提供的一种玻璃晶圆的结构示意图。
图39为本申请示例提供的一种在玻璃晶圆上加工空腔形成封盖的结构示意图。
图40为本申请示例提供的一种玻璃晶圆连接在保护层背离压电层侧的结构示意图。
图41为本申请示例提供的一种补偿系统的结构示意图。
图42为本申请示例提供的一种补偿系统的工作流程示意图。
附图标记说明：
100、压电谐振式压力传感器；110、压电组件；111、第一引线电极；1111、第一连接孔；112、第二引线电极；1121、第二连接孔；113、第一电极；114、压电层；115、第二电极；120、谐振组件；121、谐振腔；122、谐振膜层；1221、谐振薄膜；1222、第一连接部；1223、第二连接部；123、谐振连接层；1231、连接结构；1232、谐振基底；1233、第二通孔；124、第一氧化层；130、压力敏感组件；131、压力腔；132、压力敏感薄膜；133、谐振衬底；140、第二氧化层；150、保护层；160、封盖；170、沟槽；171、引线桥；172、梁结构；200、补偿系统；210、受压传感器；220、补偿传感器；230、驱动部件；240、检测部件；300、第一SOI晶片；310、第一器件层；311、第一通孔；320、第一埋氧层；330、第一衬底层；400、第二SOI晶片；410、第二器件层；420、第二埋氧层；430、第二衬底层；500、第三SOI晶片；510、第三器件层；520、第三埋氧层；530、第三衬底层；600、玻璃晶圆。
具体实施方式
为使本申请示例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请示例中的附图，对本申请示例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例是本申请一部分示例，而不是全部的示例。基于本申请中的示例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他示例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的示例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何形变，意图在于覆盖不排他的包含。
在本文中提及“示例”意味着，结合示例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个示例中。在说明书中的各个位置出现该短语“示例”并不一定均是指相同的示例，也不是与其它示例互斥的独立的或备选的示例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的示例可以与其它示例相结合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的压电谐振式压力传感器的具体结构进行限定。
此外，本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，机械结构的“相连”或“连接”可以是指物理上的连接，例如，物理上的连接可以是固定连接，例如通过隔档件固定连接，例如通过螺丝、螺栓或其它隔档件固定连接；物理上的连接也可以是可拆卸连接，例如相互卡接或卡合连接；物理上的连接也可以是一体地连接，例如，焊接、粘接或一体成型形成连接进行连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
谐振式压力传感器通过测量结构的谐振频率变化来间接测量待检测压力，具有精度高、稳定性好的优点，适合对于精度要求较高、环境恶劣的诸如航空航天、油气勘探等场景。现有谐振式压力传感包括静电激励-电阻检测型谐振式压力传感器、压电激励-压电检测型谐振式压力传感器、电磁驱动-电磁检测型谐振式压力传感器、光驱动-光检测型谐振式压力传感器以及石英材料的压电谐振式压力传感器等。测量结构可以是检测电路或其他能够检测待检测压力的结构。
其中，静电激励-电阻检测型谐振式压力传感器的加工工艺较为简单，但是由于压阻检测需要借助惠斯通电桥，使得静电激励-电阻检测型谐振式压力传感器的电路结构较为复杂，对于压敏电阻的一致性使得静电激励-电阻检测型谐振式压力传感器的加工要求均较高。
压电激励-电阻检测型谐振式压力传感器与静电激励-电阻检测型类似，同样存在电路结构复杂以及压敏电阻的一致性要求较高的问题。
电磁驱动-电磁检测型谐振式压力传感器是利用谐振子在激励电磁场中受到时变洛伦兹力而发生周期性振动，再利用电磁驱动的逆过程来检测振动。该方式由于对电磁场的需求，需要增加了传感器外围设备以提供磁场，传感器不易于微型化。
基于上述，本申请示例提供一种压电谐振式压力传感器、补偿系统及制备方法。
本申请示例提及的压电谐振式压力传感器可以与MEMS技术相结合，以实现压电谐振式压力传感器的批量生产，提高压电谐振式压力传感器的生产效率。
本申请示例提及的压电谐振式压力传感器可以基于接收的待检测压力，输出对应的电信号，属于敏感元件。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请示例提供的压电谐振式压力传感器、补偿系统及制备方法进行清楚、完整地描述。
示例性地，图1为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器的结构示意图，图2为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器结构示意图的俯视图，图3为图2中A-A的剖视图，图4为图2中B-B的剖视图，请参照图1～图4，压电谐振式压力传感器100包括压电组件110、谐振组件120以及压力敏感组件130。
压电组件110直接或间接地与外接电路连接。谐振组件120背离压电组件110的一侧设有谐振腔121，谐振腔121的开口背离压电组件110设置。压力敏感组件130设于谐振组件120背离压电组件110的一侧，压力敏感组件130包括压力敏感薄膜132、第二埋氧层420以及谐振衬底133，压力敏感薄膜132、第二埋氧层420以及谐振衬底133配合形成压力腔131，压力腔131的开口背离谐振组件120设置，压力腔131用于接收待检测压力。
其中，压力敏感组件130封闭谐振腔121的开口，沿谐振组件120朝向压力敏感组件130的方向，至少部分谐振腔121的投影落入压力腔131的投影范围内。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，压力腔131可以接收待检测压力，由于压力腔131设置在压力敏感组件130背离谐振组件120的一侧，且压力敏感组件130能够直接或间接地与谐振薄膜1221连接，因此，待检测压力能够通过压力敏感组件130传递至谐振组件120。又由于谐振组件120设置在压电组件110的一侧，谐振组件120直接或间接地与压电组件110连接，间接作用在谐振组件120的待检测压力能够传递至压电组件110，基于压电组件110的特性，可以对待检测压力的进行检测。
谐振薄膜1221可以封闭谐振腔121背离压力敏感组件130的开口。谐振薄膜1221也可以设有一些通孔，使得谐振薄膜1221不封闭谐振腔121背离压力敏感组件130的开口，详见下文描述。
接下来，对压电谐振式压力传感器100的结构进行详细介绍。
压力敏感组件130接收的待检测压力可以是流体直接或间接地施加给压力敏感组件130的压力，流体可以是液体、气体等。
压力敏感组件130包括压力敏感薄膜132、第二埋氧层420以及谐振衬底133，压力敏感薄膜132、第二埋氧层420以及谐振衬底133相互配合可以形成压力腔131。第二埋氧层420设于压力敏感薄膜132与谐振衬底133之间，第二埋氧层420可以连接压力敏感薄膜132与谐振衬底133。
示例性地，第二埋氧层420可以与谐振衬底133相互重叠，压力敏感薄膜132可以是压力腔131的底壁，第二埋氧层420与谐振衬底133可以配合形成压力腔131的侧壁。
示例性地，压力敏感薄膜132与第二埋氧层420可以相互重叠，且第二埋氧层420靠近谐振衬底133设置，此时，压力敏感薄膜132可以与第二埋氧层420共同接收待检测压力，第二埋氧层420可以是压力腔131的底壁，谐振衬底133可以是压力腔131的侧壁。本申请示例对压力腔131的具体实现方式不作限制。
压力敏感薄膜132与谐振衬底133均可以由硅或其他半导体材料制成。第二埋氧层420可以由氧化硅或其他材料制成，第二埋氧层420的制造材料可以基于压力敏感薄膜132与谐振衬底133制造材料的不同而不同，本申请示例对第二埋氧层420的具体设置不作限制。
本申请示例仅以压力敏感薄膜132与谐振衬底133均由硅材料制成，第二埋氧层420由氧化硅材料制成为例进行描述。相比较硅材料，氧化硅材料具有较好的绝缘性和较低的导热性。
通过设置第二埋氧层420可以保证压力敏感薄膜132与谐振衬底133之间的绝缘性，也可以保证压力组件与谐振组件120之间的绝缘性，保证压电谐振式压力传感器100的使用可靠性。
第二埋氧层420还可以降低环境因素中温度对压电谐振式压力传感器100的影响，保证谐振式压传感器的检测准确性。
谐振衬底133可以与压力敏感薄膜132是一体式结构，这种情况下，压力腔131可以是一个块状结构件去除中间部分形成的腔体。
谐振衬底133也可以与压力敏感薄膜132通过键合或其他方式连接在一起，此时，谐振衬底133可以包括多个，不同谐振衬底133能够与对应的压力敏感薄膜132的侧壁连接。
通过设置压力敏感薄膜132、第二埋氧层420以及谐振衬底133配合形成压力腔131，操作人员可以控制气体或者液体等流体对压力腔131的腔壁施加压力，通过设置压力腔131可以使得直接或间接作用于压力敏感薄膜132的待检测压力较为集中，便于操作人员对压力腔131的腔壁施加待检测压力。
本申请示例中，谐振衬底133、连接结构与压力敏感薄膜132以及压力谐振组件120的其他结构可以一体成型，这样，可以减小压电谐振式压力传感器100的结构尺寸，降低压电谐振式压力传感器100的加工成本。
谐振组件120可以直接或间接地连接在压力敏感组件130背离压力腔131的一侧，谐振组件120背离压力敏感组件130的一侧设置有压电组件110，作用在压力敏感组件130的待检测压力可以通过压力敏感组件130传递至压电组件110以及谐振组件120，通过压电组件110对待检测压力进行检测。
示例性地，压电组件110可以包括压电层114和电极，压电层114可以由AlN、ScAlN、PZT(压电陶瓷)、ZnO、LiNbO3等压电薄膜材料制成。由于压电薄膜材料的压电性，在压电层114接收到压力的情况下，压电层114相对设置的两侧能够产生电势差，利用压电层114的正压电效应与逆压电效应，可以检测压电谐振式压力传感器100的振动，进而得知待检测压力的相关参数，相关参数可以包括待检测压力的数值大小和待检测压力的方向参数等。关于压电组件110的具体描述可以详见下文。
电极能够直接与外接电路电连接，电极也可以通过导线等导电件与外接电路间接连接。
外接电路可以是检测电流大小的电路，外接电路也可以是检测电压大小的电路。本申请示例对外接电路的具体类型不作限制，只要保证外接电路能够检测压电组件110输出的电信号即可。
沿谐振薄膜1221至压力敏感组件130的方向，谐振腔121的投影至少部分落入压力腔131的投影范围内。
谐振腔121的投影可以完全落入压力腔131的投影范围内，此时，谐振腔121投影的几何中心可以与压力腔131投影的几何中心重叠，谐振腔121的几何中心也可以与压力腔131的几何中心之间存在距离。
谐振腔121的部分投影也可以落入压力腔131的投影范围内，也就是说，谐振腔121的投影与压力腔131的投影部分重合。
压力腔131的形状可以和谐振腔121的形状相同，压力腔131的形状也可以与谐振腔121的形状不同。本申请示例在此仅以压力腔131为例进行描述。例如，压力腔131的形状可以呈圆柱状，压力腔131的形状也可以呈棱柱状，或者，压力腔131的形状也可以呈不规则形状。
压力腔131可以设置有一个，压力腔131也可以间隔设置有多个。谐振腔121也可以仅设置有一个，谐振腔121也可以设置有多个，本申请示例对此不作限制。
本申请示例对谐振腔121与压力腔131之间的位置关系不作具体限定，只要保证至少部分谐振腔121的投影与压力腔131的投影重合，进而保证压力腔131接收的待检测压力能够通过谐振组件120传递至压电组件110，通过压电组件110可以检测待检测压力即可。
基于上述，根据本申请示例提供的压电谐振式压力传感器100，压力腔131能够接收待检测压力，待检测压力能够通过压力敏感组件130传递至压电组件110和谐振组件120，通过压电组件110的特性对待检测压力进行检测。由于压电组件110设置在谐振组件120背离压力敏感组件130的一侧，使得压电组件110与接收待检测压力的压力腔131间隔设置。且由于谐振组件120背离压电组件110的一侧设有谐振腔121，在压电组件110带动谐振组件120振动的情况下，谐振腔121能够为压电组件110提供形变空间，降低压电组件110因发生振动导致形变量较大，进而导致压电组件110发生破损的可能性。
在压电组件110发生破损的可能性降低的情况下，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器100可以承受较大的待检测压力，从而提高了压电谐振式压力传感器100测量压力的范围，扩大了压电谐振式压力传感器100的测量范围，扩大了压电谐振式压力传感器100的适用范围，使得压电谐振式压力传感器100可以广泛应用于电子核心产业技术领域。
此外，相比较现有压电谐振式压力传感器100中谐振腔121与压力腔131错落设置，或者谐振腔121与压力腔131之间设置有除压力敏感薄膜132之外的其他部件，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器100沿谐振薄膜1221至压力敏感组件130的方向，谐振腔121的投影至少部分落入压力腔131的投影范围内，占用空间更小，可以减小谐振式压电传感的体积，有利于压电谐振式压力传感器100的小型化，有利于压电谐振式压力传感器100的集成化发展。
本申请示例中，通过设置第二埋氧层420可以保证压力敏感薄膜132与谐振衬底133之间的绝缘性，保证压电谐振式压力传感器100的使用可靠性。第二埋氧层420还可以降低环境因素中温度对压电谐振式压力传感器100的影响，保证谐振式压传感器的检测准确性。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，沿谐振组件120朝向压力敏感组件130的方向，谐振腔121的投影落入压力腔131的投影范围内。
通过沿谐振腔121至压力腔131的方向，谐振腔121的投影可以完全落入压力腔131的投影范围内，这样，相比较现有压电谐振式压力传感器100中谐振腔121与压力腔131错落设置，或者谐振腔121与压力腔131之间设置有除压力敏感薄膜132之外的其他部件，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器100沿谐振薄膜1221至压力敏感组件130的方向，谐振腔121的投影落入压力腔131的投影范围内，占用空间更小，可以进一步减小谐振式压电传感的体积，有利于压电谐振式压力传感器100的小型化，有利于压电谐振式压力传感器100的集成化发展。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，谐振组件120包括相连接的谐振膜层122与谐振连接层123，谐振膜层122与压电组件110连接，谐振连接层123设于谐振膜层122背离压电组件110层的一侧，谐振连接层123连接谐振膜层122与压力敏感组件130。谐振连接层123上设有第一通孔，第一通孔与谐振膜层122配合形成谐振腔121。
谐振膜层122与谐振连接层123可以一体成型，谐振膜层122与谐振连接层123也可以通过连接件连接在一起，本申请示例对谐振膜层122与谐振连接层123的具体成型方式不作限制。
谐振连接层123上设有第一通孔，第一通孔与谐振膜层122配合可以形成谐振腔121，谐振腔121的开口背离谐振膜层122。由于谐振组件120背离压电组件110的一侧设有压力敏感组件130，且压力敏感组件130能够封闭谐振腔121的开口，便于将压力敏感部件接收到的待检测压力较为完整传递至压电组件110。
基于压电组件110的材料的特性，压电组件110在接收电压刺激或电流刺激的情况下，压电组件110发生振动。关于压电组件110的具体描述，请详见下文。
综上，由于谐振组件120的一侧设置有压力敏感组件130，谐振组件120的另一侧设置有压电组件110。基于此，作用在压力敏感组件130的待检测压力可以通过压力敏感组件130传递至压电组件110与谐振组件120，转换为压电组件110和谐振组件上的应力，进而导致结构谐振频率的变化。由于谐振腔121设于压电组件110的一侧，所以谐振腔121能够为压电组件110的振动提供振动空间，降低压电组件110因振动发生形变导致压电组件110损坏的可能性。
在压电组件110发生振动的情况下，谐振腔121可以为压电组件110的振动提供形变空间，降低压电组件110因振动发生形变而损坏的可能性。
上述示例提及的谐振腔121，谐振腔121的体内可以保持真空，腔体内也可以填充有介质。
示例性地，压电谐振式压力传感器100可以是绝对压力传感器。绝对压力传感器用于测量绝对压力，可以将气体或液体的绝对压力转换为等效的电信号输出。
示例性地，压电谐振式压力传感器100可以是相对压力传感器。相对压力传感器是基于大气压力或某一固定压力进行测量的，因此，相对压力传感器的测量结果是相对于大气压力或某一固定压力的。所以，相对压力传感器可以用于测量相对压力的差异。
使用人员可以根据需求选用合适的绝对压力传感器或者相对压力传感器，本申请示例对压电谐振式压力传感器100腔体内是否注入介质不作限制。
基于上述示例提供压电谐振式压力传感器100，图5为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器的内部结构示意图，图6为本申请示例提供的另一种压电谐振式压力传感器的结构示意图，图7为本申请示例提供的另一种压电谐振式压力传感器结构示意图的俯视图，图8为图7中C-C剖视图。
压电谐振式压力传感器100可以设有沟槽。沟槽170可以具有多种实现方式。
接下来对沟槽170的具体实现方式进行描述。
示例性地，请参照图5，谐振连接层123上设有第二通孔，第二通孔与第一通孔间隔设置，谐振膜层122封闭第二通孔靠近谐振膜层122的开口，谐振连接层123封闭第二通孔靠近谐振连接层123的开口。第二通孔与其他结构配合可以形成一种沟槽170。
沟槽170可以通过蚀刻加工方式加工而成，沟槽170也可以通过其他方式加工而成，本申请示例对此不作限制。
第二通孔可以设置有一个，第二通孔也可以设有两个、三个甚至更多个，本申请示例对第二通孔的具体设置不作限制。
通过设置第二通孔可以将部分谐振连接层123分为至少一个连接结构1231与至少一个谐振基底1232，连接结构1231与谐振基底1232间隔设置。第二通孔设于连接结构1231与谐振基底1232之间。
连接结构1231能够连接压力敏感薄膜132和压电组件110，且连接结构1231能够改变待检测压力的作用方向，使得沿垂直作用于压电组件110的待检测压力较小，降低压电组件110受损的可能性，提高了谐振薄膜1221的承压能力，扩大了压电谐振式压力传感器100的检测范围，保证了压电谐振式压力传感器100在压力检测范围内的线性度。
通过设置第二通孔可以使得谐振基底1232与连接结构1231之间保持距离，进而减小连接结构1231的横截面积，使得通过连接结构1231传递至压电组件110的工作应力较为集中，有利于提高压电谐振式压力传感器100的检测准确度。
或者，参照图6～图8，压电组件110与谐振组件120上设有沟槽170，沟槽170贯穿压电组件110与谐振组件120，沟槽170与第一通孔间隔设置，压力敏感组件130封闭沟槽170朝向压力敏感组件130的开口。压电组件110与谐振组件120上设有沟槽170，沟槽170贯穿压电组件110与谐振组件120，沟槽170与第一通孔间隔设置，压力敏感组件130封闭沟槽170朝向压力敏感组件130的开口。沟槽170背离压力敏感组件130的开口为敞开状态。部分第一通孔可以与沟槽170重合。
由于本申请示例提及的沟槽170背离压力敏感组件130的开口为敞开状态，即沟槽170的开口可以开设至压电组件110所在的位置，具体可以开设至压电组件110背离谐振薄膜1221的一侧。基于此，谐振薄膜1221可以将压电层114分为至少两个部分，沿谐振凹槽至压力腔131的方向，沟槽170的投影位于至少一个电极的投影与谐振腔121的投影之间，即沟槽170可以将压电组件110分为受待检测压力作用产生振动的一部分，以及在待检测压力的作用下几乎不发生振动的一部分，至少一个电极可以位于几乎不发生振动的压电组件110部分。这样，可以减小待检测压力对电极的影响，降低电极在待检测压力作用下发生振动的可能性，进而保证压电谐振式压力传感器100的使用可靠性。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，图9为图8中A处的局部放大示意图，请参照图9，在压电谐振式压力传感器100设有沟槽170的情况下，谐振膜层122包括第一连接部1222、第二连接部1223以及谐振薄膜1221，谐振薄膜1221与第一连接部1222连接，第二连接部1223设于第一连接部1222背离谐振薄膜1221的一侧，第一连接部1222与第二连接部1223间隔设置，部分沟槽170设于第一连接部1222与第二连接部1223之间。
第一连接部1222、第二连接部1223以及谐振薄膜1221均可以设有一个或多个，本申请示例仅以谐振薄膜1221设有一个，第一连接部1222、第二连接部1223均设有两个为例进行描述。
两个第一连接部1222可以分别设置在谐振薄膜1221的相对两侧，第二连接部1223与第一连接部1222数量相等且一一对应，第二连接部1223可以设置在对应的第一连接部1222背离谐振薄膜1221的一侧，部分沟槽170设置在第一连接部1222与第二连接部1223之间。
部分第三连接孔设于压电组件110，设置在压电组件110的部分第三连接孔、设置在第一连接部1222以及第二连接部1223之间的部分第三连接孔以及设置在连接结构1231与谐振基底1232之间的部分第三连接孔可以组成一个完整的第三连接孔。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，请参照图9，谐振连接层123包括至少一个连接结构1231与至少一个谐振基底1232，连接结构1231与谐振基底1232间隔设置。第二通孔设于连接结构1231与谐振基底1232之间。或者，部分沟槽170设于连接结构1231与谐振基底1232之间。
连接结构1231可以呈圆柱状、棱柱状、圆台状或其他形状。连接结构1231可以设置有至少一个，连接结构1231也可以设置有两个、三个，甚至更多个。
基于上述，由于连接结构1231的一侧设置有压力敏感薄膜132，连接结构1231的另一侧直接或间接地与压电组件110连接。基于此，作用在压力敏感薄膜132的待检测压力可以通过连接结构1231传递至压电组件110，进而引起压电组件110的振动。由于谐振腔121设于压电组件110的一侧，所以谐振腔121能够为压电组件110的振动提供振动空间，降低压电组件110因振动发生形变导致压电组件110损坏的可能性。
图10为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器的工作原理示意图，参照图10，连接结构1231能够改变待检测压力的作用方向。
示例性地，待检测压力沿垂直于压力敏感薄膜132的方向作用于压力敏感薄膜132，作用于压力敏感薄膜132的待检测压力能够通过连接结构1231传递至谐振薄膜1221，连接结构1231能够将垂直于压力敏感薄膜132的待检测压力转化为作用方向与待检测压力作用方向存在夹角的工作应力。
综上，谐振腔121能够为压电组件110的振动提供振动空间，降低压电组件110因振动发生形变导致压电组件110损坏的可能性。连接结构1231能够直接或间接地连接压力敏感薄膜132和压电组件110，且连接结构1231能够改变待检测压力的作用方向，使得沿垂直作用于压电组件110的待检测压力较小，降低压电组件110受损的可能性，提高了谐振薄膜1221的承压能力，扩大了压电谐振式压力传感器100的检测范围，保证了压电谐振式压力传感器100在压力检测范围内的线性度。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，连接结构1231靠近压力敏感薄膜132的一侧可以为锚点，锚点与谐振薄膜1221之间的距离为第一距离，锚点与压力敏感薄膜132之间的距离为第二距离，第一距离大于第二距离。
锚点为连接结构1231的主要受力点。
通过设置第一距离大于第二距离，可以使得谐振薄膜1221、压力敏感薄膜132以及锚点共同作用形成杠杆，第一距离为第一杠杆臂，第二距离为第二杠杆臂。基于杠杆原理，具有锚点的连接结构1231可以放大待检测压力产生的工作应力，进而提高压电谐振式压力传感器100的检测灵敏度。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，谐振组件120还可以包括第一氧化层124，谐振膜层122与谐振连接层123通过第一氧化层124相连接。
谐振组件120中的谐振薄膜1221可以由硅或其他半导体材料制成，第一氧化层124可以由氧化硅或其他材料制成，第一氧化层124的制造材料可以基于谐振薄膜1221制造材料的不同而不同，本申请示例对第一氧化层124的具体设置不作限制。
本申请示例仅以谐振薄膜1221与谐振衬底133均由硅材料制成，第一氧化层124由氧化硅材料制成为例进行描述。相比较硅材料，氧化硅材料具有较好的绝缘性和较低的导热性。
通过设置第一氧化层124可以进一步保证谐振组件120与压力敏感组件130之间的绝缘性，进一步保证压电谐振式压力传感器100的使用可靠性。
第一氧化层124还可以降低环境因素中温度对压电谐振式压力传感器100的影响，进一步保证谐振式压传感器的检测准确性。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，压电谐振式压力传感器100还包括第二氧化层140，压力敏感组件130与谐振组件120通过第二氧化层140连接。
谐振组件120中的谐振连接层123以及压力敏感组件130中的压力敏感薄膜132均可以由硅或其他半导体材料制成，第二氧化层140可以由氧化硅或其他材料制成，第二氧化层140的制造材料可以基于谐振连接层123以及压力敏感薄膜132制造材料的不同而不同，本申请示例对第二氧化层140的具体设置不作限制。
本申请示例仅以谐振连接层123与压力敏感薄膜132由硅材料制成，第二氧化层140由氧化硅材料制成为例进行描述。相比较硅材料，氧化硅材料具有较好的绝缘性和较低的导热性。
通过设置第二氧化层140可以进一步保证压力敏感组件130与谐振组件120之间的绝缘性，进一步保证压电谐振式压力传感器100的使用可靠性。
第二氧化层140还可以降低环境因素中温度对压电谐振式压力传感器100的影响，进一步保证谐振式压传感器的检测准确性。
接下来，对压电组件110的具体结构进行阐述。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，图11为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器的谐振原理示意图，请参照图6～图11，压电组件110可以包括第一引线电极111、第二引线电极112、第一电极113、压电层114以及第二电极115。
第二电极115可以设于谐振薄膜1221背离压力谐振组件120的一侧，第二电极115朝向谐振薄膜1221的一侧可以直接或间接地与谐振薄膜1221连接。压电层114可以设于第二电极115背离谐振薄膜1221的一侧，压电层114朝向第二电极115的一侧可以与第二电极115相连接。第一电极113可以设于压电层114背离第二电极115的一侧，压电层114朝向第一电极113的一侧可以与第一电极113相连接。
第一引线电极111设于第一电极113背离压电层114的一侧，第一引线电极111的一端可以与第一电极113连接，第一引线电极111的另一端可以与外接电路的第一部位连接。
第二引线电极112设于第二电极115朝向压电层114的一侧，第二引线电极112的一端可以与第二电极115连接，第二引线电极112的另一端可以与外接电路的第二部位连接。
第一电极113、第二电极115、第一引线电极111以及第二引线电极112均可以由导电材料制成，例如钼、铝、铜或金等。第一引线电极111的数量可以与第一电极113的数量相对应，第二引线电极112可以设置有至少一个，第二引线电极112也可以设置有多个，多个第二引线电极112可以与第二电极115的不同位置连接。
第一电极113与第二电极115的形状可以相同，也可以不同。本申请示例仅以第一电极113为例进行描述，示例性地，第一电极113可以呈圆柱状、棱柱状等其他规则形状中的任一者，也可以呈不规则形状。
第一引线电极111和第二引线电极112的形状可以相同，也可以不同。在此仅以第一引线电极111为例进行描述。
示例性地，第一引线电极111可以包括相连接的第一部与第二部，第一部的一端与第一电极113连接，第二部的一端与外接电路连接。第一部与第二部的横截面形状可以相同，也可以不同，例如第一部横截面的形状可以呈圆形、椭圆形、多边形或不规则形状。本申请示例对第一电极113、第二电极115、第一引线电极111已经第二引线电极112的具体实现方式不作限制。
第二电极115可以是铺设于谐振薄膜1221背离谐振腔121一侧的导电层，第二电极115可以仅设置有一个。第二电极115可以用于实现压电谐振式压力传感器100的接地。
第二电极115背离谐振薄膜1221的一侧可以设置有压电层114。
第一电极113可以设于压电层114背离第二电极115的一侧，第一电极113可以设置有至少两个。第一电极113可以包括至少一个驱动电极与至少一个检测电极。驱动电极用于驱动压电层114发生振动，检测电极用于检测压电层114发生的振动。
外接电路可以是用于检测压电谐振式压力传感器100输出电信号的检测电路。外接电路的第一部位可以是外接电路的输入部位，外接电路的第二部位可以是外接电路的输出部位，本申请示例对外接电路的第一部位与第二部位不作限制，只要可以实现压电谐振式压力传感器100与外接电路的连接即可。
接下来，结合压电组件110的具体结构对压电谐振式压力传感器100的原理进行进一步的介绍。
谐振薄膜1221与压电组件110相互配合可以形成压电谐振器。
在任意一个第一电极113接收电压的情况下，基于压电层114的逆压电效应，压电层114中会产生应力。此时，由于压电层114的中性层偏离压电层114的几何中心位置，将会导致压电层114发生形变，压电层114的形变带动整个压电谐振器发生形变。
在对任意一个第一电极113施加与压电谐振器谐振频率相同的交变电压时，整个结构将会发生谐振，此时谐振频率为：
式中，fr为谐振频率，μn为求解贝塞尔函数时设置的常数，t为厚度，r为半径，E为杨氏模量，ρ为密度，δ为泊松比。
在压力腔131接收待检测压力的情况下，压力敏感薄膜132会在待检测压力的作用下发生形变且产生工作应力。连接结构1231可以将压力敏感薄膜132发生的形变和产生的工作应力传递至压电谐振器，具体可以传递至压电层114。在连接结构1231传递的过程中，连接结构1231可以改变待检测压力的作用方向，降低谐振薄膜1221损坏的可能性。锚点能够利用杠杆原理放大工作应力，提高压电谐振式压力传感器100的测量范围。
由于压电谐振器设有至少两个第一电极113，在其中一个第一电极113驱动压电层114发生振动的情况下，另一个第一电极113会检测到压电谐振器的振动。接收电压的第一电极113可以是驱动电极，检测振动的第一电极113可以是检测电极。
由于压电薄膜材料的正压电效应，检测电极将会产生电信号。该电信号可以用于检测压电谐振器的谐振频率。
设待检测压力在压电谐振器上产生的工作应力为σ，此时压电谐振器的谐振频率为：
从上述公式可知，当检测到压电谐振器的频率变化即可确定压力值。
在压电层114发生形变的情况下，靠近谐振薄膜1221的部分压电层114受待检测压力的作用而挤压，背离谐振薄膜1221的部分压电层114受待检测压力的作用而拉伸。压电层114的横截面上，拉伸部分的压电层114和挤压部分的压电层114之间存在的既不受拉又不受压，应力几乎为零的过渡层为上述提及的中性层。
相比较电阻检测型压电传感器需要设置惠斯通电桥、电容检测型压力传感器需要设置电容电桥，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器100不需要设置额外的检测电路，结构更加简单，制造成本较低。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，图12为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构设有4个引线桥。图13为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构设有3个引线桥。图14为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构设有2个引线桥。图15为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构设有1个引线桥。图16为本申请示例提供的一种未设置引线电极与保护层的压电谐振式压力传感器的结构示意图，该结构未设置引线桥。
请参照图12～图16，在仅设置一个沟槽的情况下，压电谐振式压力传感器100可以设有引线桥171，也可以不设置引线桥。
在设有至少两个沟槽170的情况下，相邻两个沟槽170之间可以形成引线桥171，引线桥171可以设置有一个、两个、三个、四个或者更多个。多个引线桥171相配合可以呈十字型、米字型、一字型或其他不规则形状设置。
请参照图12～图16，引线桥171可以设置有至少两个，引线桥171也可以设置三个、四个甚至更多个。引线桥171的数量可以与第一引线电极111的数量相等且一一对应，引线桥171的数量也可以少于第一引线电极111的数量，本申请示例对此不作限制。
通过设置引线桥171可以调整第一引线电极111的设置位置，保证第一引线电极111与第一电极113的连接可靠性。
请参照图12，第一电极113的设置位置处可以设置有梁结构172，梁结构172可以设置有一个或多个。
梁结构172与引线桥171之间可以形成夹角。
示例性地，梁结构172与引线桥171之间的夹角可以等于零，即第一引线电极111与第一电极113之间的连接电极可以呈直线状，连接电极可以设于引线桥171以实现第一引线电极111与第一电极113的电连接。此时，梁结构172的数量可以与引线桥171数量相等，也可以不相等。例如，在梁结构172与引线桥171数量相等的情况下，梁结构172与引线桥171可以配合形成一字型结构、十字型结构、米字型结构或其他结构。
示例性地，梁结构172与引线桥171之间的夹角也可以是非零夹角，即第一引线电极111与第一电极113之间的连接电极呈折线状。此时，梁结构172的数量可以与引线桥171的数量相等，也可以不相等。本申请示例对梁结构172与引线桥171的具体实现方式不作限制。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，压电组件110还可以包括种子层，种子层设于压电组件110与谐振组件120之间，具体可以设于第二电极115与谐振组件120之间。
通过设置种子层，可以保证压电组件110的工作性能，进而保证压电谐振式压力传感器100的工作性能。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，图17为本申请示例提供的另一种压电谐振式压力传感器的结构示意图，请参照图17，压电谐振式压力传感器100还可以包括封盖160，封盖160设于谐振薄膜1221背离压力谐振组件120的一侧，封盖160直接或间接地与谐振薄膜1221连接。
封盖160可以由硅晶圆、玻璃晶圆、无机半导体材料或其他非晶无机非金属材料制成。
在真空环境下，封盖160可以用于封装压电谐振器。封盖160可以设置于压电组件110背离谐振薄膜1221的一侧，以隔离压电组件110与大气环境，保证压电组件110工作时处于真空环境，进而提高压电谐振式压力传感器100的质量因子对应的数值，保证压电谐振式压力传感器100的工作性能。
基于上述示例提供的压电谐振式压力传感器100，请参照图8，压电组件110背离谐振薄膜1221的一侧可以设置有保护层150，保护层150可以由二氧化硅材料或其他能够防潮的材料制成。
保护层150可以将压电组件110与大气环境隔离，且保护层150可以起到防潮的作用，使得压电谐振式压力传感器100尽量维持在干燥状态，保证压电谐振式压力传感器100的工作可靠性。保护层150也可以在压电谐振式压力传感器100的工作过程中起到温度补偿的作用。
在压电谐振式压力传感器100的使用过程中，可以仅设置封盖160，也可以仅设置保护层150，也可以同时设置封盖160与保护层150，或者不设置封盖160也不设置保护层150，本申请示例对此不作具体限制。
示例性地，本申请示例提供一种系统压电谐振式压力传感器100的制备方法，该方法适用于上述任一示例提及的压电谐振式压力传感器100，以下加工方法可以通过MEMS加工设备完成。
图18为本申请示例提供的一种压电谐振式压力传感器制备方法的流程示意图，请参照图18，该方法用于将第一SOI晶片300、第二SOI晶片400以及第三SOI晶片500加工压电谐振式压力传感器100，第一SOI晶片300包括第一器件层310、第一埋氧层320以及第一衬底层330，第二SOI晶片400包括第二器件层410、第二埋氧层420以及第二衬底层430，第三SOI晶片500包括第三器件层510、第三埋氧层520以及第三衬底层530，上述方法包括以下步骤：
S201，取第一SOI晶片300，在第一器件层310加工第一通孔311，第一器件层310厚度等于第一通孔311的高度，具体可以参照图19与图20，图19为本申请示例提供的一种第一SOI晶片300未加工时的结构示意图，图20为本申请示例提供的一种第一SOI晶片300加工谐振腔与第一通孔的结构示意图。
在第一SOI晶片300的一侧可以通过蚀刻、溅射或其他加工方式加工形成谐振腔121。蚀刻可以包括干蚀刻与湿蚀刻，其中干蚀刻包括但不限于二氟化氙和等离子蚀刻，湿蚀刻包括但不限于HF蚀刻和电化学蚀刻。
在一些可能的实现方式中，压电谐振式压力传感器100包括有沟槽，沟槽的加工方法可以有多种。
示例性地，基于上述示例提供的制备方法，在S201，取第一SOI晶片300，在第一器件层310加工第一通孔311的时候，制备方法还可以包括下述步骤：
S2011，在第一器件层310加工至少一个第二通孔1233，参照图20。
上述第二通孔1233的深度与谐振腔121的高度可以相同，也可以不同。可以同时加工第二通孔1233和谐振腔121，也可以在加工谐振腔121之前加工第二通孔1233，也可以在加工谐振腔121之后加工第二通孔1233，本申请示例对此不作限制。
在加工有第二通孔1233的情况下，键合第一器件层310与第二器件层410的时候，第二器件层410可以封闭第二通孔1233的槽口，第一器件层310与第二器件层410键合连接处形成第一氧化层124。
S202，取第二SOI晶片400，键合连接第一器件层310与第二器件层410，第二器件层410封闭谐振腔121的腔口，第二器件层410厚度等于压力敏感薄膜132厚度。请参照图21～图23，图21为本申请示例提供的一种第二SOI晶片400未加工时的结构示意图，图22为本申请示例提供的一种加工后的第一SOI晶片300翻转与第二SOI晶片400准备键合的结构示意图，图23为本申请示例提供的一种加工后的第一SOI晶片300翻转与第二SOI晶片400键合的结构示意图。
通过翻转第二SOI晶片400或者第一SOI晶片300可以实现将第一器件层310与第二器件层410键合连接在一起，使得第二器件层410封闭谐振腔121的一个开口。键合可以是阳极键合、熔融键合或其他键合方式。
第一器件层310与第二器件层410键合连接处可以形成第一氧化层124。第一氧化层124的作用请具体参照前文相关描述。
S203，去除第一衬底层330与第一埋氧层320，以露出第一器件层310，具体参照图24，图24为本申请示例提供的一种第一SOI晶片300与第二SOI晶片400键合连接且去除第一衬底层330与第一埋氧层320之后的结构示意图。
本申请示例对第一埋氧层320和第一衬底层330的去除方式不作具体限制。
去除第一埋氧层320和第一衬底层330使得第一器件层310露出，便于进行后续加工。
S204，取第三SOI晶片500，键合连接第三器件层510与第一器件层310，第三器件层510厚度等于谐振薄膜1221的厚度。具体参照图25～27，图25为本申请示例提供的一种第三SOI晶片500未加工时的结构示意图。图26为本申请示例提供的一种第三SOI晶片500翻转准备与第一器件层310键合的结构示意图，图27为本申请示例提供的一种第三SOI晶片500翻转与第一器件层310键合的结构示意图。
通过翻转腔键合绝缘体上硅或者第三SOI晶片500，可以实现将第三器件层510与第一器件层310键合连接在一起。
第一器件层310与第三器件层510键合连接的位置可以形成第二氧化层140，第二氧化层140的作用请具体参照前文相关描述。
S205，去除第三衬底层530与第三埋氧层520，以露出第三器件层510，具体参照图28，图28为本申请示例提供的一种基于图27去除第三衬底层530与第三埋氧层520的结构示意图。
本申请示例对第三埋氧层520和第三衬底层530的去除方式不作具体限制。
去除第三埋氧层520和第三衬底层530使得第三器件层510露出，便于进行后续加工。
去除第三埋氧层520和第三衬底层530使得第三器件层510露出之后，可以形成一个第三SOI晶片500与第二SOI晶片400配合形成的第二腔键合绝缘体上硅。
S206，在第三器件层510背离第一器件层310的一侧设置压电组件110，具体参照图29，图29为本申请示例提供的一种基于图28在第三器件层510背离第一器件层310侧加工压电组的结构示意图。
可以通过沉积或其他方式在第三器件层510背离第一器件层310的一侧设置压电组件110。
在一些可能的实现方式中，压电组件110包括引线电极、第一电极113、压电层114以及第二电极115。基于上述示例提供的制备方法，S206具体包括以下步骤：
S2061，依次沉积第二电极层、压电层114以及第一电极层，具体参照图29。
S2062，图案化第一电极层形成至少两个第一电极113，具体可以参照图30，图30为本申请示例提供的一种基于图29对压电组件加工后的结构示意图。
在一些可能的实现方式中，在S2062之后，还可以包括以下步骤：
S2611，沉积保护层150，具体可以参照图31，图31为本申请示例提供的一种基于图30在压电组件背离第一器件层310的设置保护层的结构示意图。
由于在沉积保护层150之前，已经进行第一电极113的图案化，导致部分压电层114露出，因此，部分保护层150可以与第一电极113接触，另一部分保护层150可以与压电层114接触。
S2612，在连接第一电极113的位置处加工第一连接孔1111，导电结构穿设于第一连接孔1111能够连接至第一电极113。具体可以参照图32，图32为本申请示例提供的一种基于图31从保护层加工第一连接孔的结构示意图。
第一连接孔1111可以加工至第一电极113背离谐振组件120的一侧，第一连接孔1111的部分孔壁也可以设于第一电极113，只要保证导电结构穿设于第一连接孔1111能够和第一电极113连接即可，本申请示例对此不作具体限制。
S2613，在连接第二电极115的位置处加工第二连接孔1121，连接件穿设于第二连接孔1121可以连接至第二电极115。具体可以参照图33，图33为本申请示例提供的一种基于图32从保护层加工第二连接孔的结构示意图，图33与图32的剖面方向不同。
第二连接孔1121可以加工至第二电极115背离谐振组件120的一侧，第二连接孔1121的部分孔壁也可以设于第二电极115，只要保证导电结构穿设于第二连接孔1121能够和第二电极115连接即可，本申请示例对此不作具体限制。
S2063，沉积引线电极层，部分引线电极层可以位于第二连接孔1121内与第二电极115连接，具体可以参照图34，图34为本申请示例提供的一种基于图33在保护层背离第一器件层310侧沉积引线电极层的结构示意图。
S2064，图案化引线电极层，形成至少一个第一引线电极111与至少一个第二引线电极112，具体可以参照图35，图35为本申请示例提供的一种基于图34对引线电极层进行加工的结构示意图。
第一引线电极111靠近第一电极113的一侧与第一电极113连接，第一引线电极111背离第一电极113的一侧可以与外接电路的第一部分连接。第二引线电极112靠近第二电极115的一侧与第二电极115连接，第二引线电极112背离第二电极115的一侧可以与外接电路的第二部分连接。第二引线电极112为上述示例提及的导电结构。基于此，可以实现压电谐振式压力传感器100与外接电路之间的连接。
在一些可能的实现方式中，在沉积第二电极115前，该制备方法还可以包括以下步骤：
S2051，在所述谐振组件120的一侧设置种子层。
通过设置种子层可以保证压电组件110的使用可靠性，进而保证压电谐振式压力传感器100的使用可靠性。
S207，在第二衬底层430加工压力腔131，沿谐振组件120朝向压力敏感组件130的方向，至少部分谐振腔121的投影落入压力腔131的投影范围内，具体参照图36，图36为本申请示例提供的一种基于图35在第二SOI晶片400背离第一器件层310加工压力腔的结构示意图，图中压力腔131的底壁是压力敏感薄膜132，刻蚀压力腔131时未保留第二埋氧层420。如上文所述，压力腔131的底壁可以是第二埋氧层420，此时刻蚀压力腔131时保留了第二埋氧层420。
沿谐振薄膜1221至压力谐振组件120的方向，谐振腔121的投影至少部分落入压力腔131的投影范围内。谐振腔121的投影可以完全落入压力腔131的投影范围内，谐振腔121的部分投影也可以落入压力腔131的投影范围内。
本申请示例对谐振凹槽与压力腔131之间的位置关系不作具体限定，只要保证至少部分谐振腔121的投影与压力腔131的投影重合，进而保证压力腔131接收的待检测压力能够通过谐振组件120传递至压电组件110，通过压电组件110可以检测待检测压力即可。
在一些可能的实现方式中，在第一器件层310加工至少一个第二通孔1233的情况下，在S205之后，制备方法还可以包括：
S2012，基于第二通孔1233的设置位置，从压电组件110加工沟槽170。具体参照图37，图37为本申请示例提供的一种基于图36从保护层加工沟槽的结构示意图。
前述第二通孔1233与沟槽170为沟槽的不同表现形式。
示例性地，在S205之后，在第一器件层310未加工第二通孔1233的情况下，制备方法还可以包括：
S2013，在压电组件110背离第一SOI晶片300的一侧加工沟槽170，沟槽170与谐振腔121间隔设置。
在该步骤中，可以刻蚀压电组件110和谐振组件120位于谐振腔121上的部分，从而形成各种梁结构，包括但不限于十字梁、米字梁、一字梁或其他不规则形状的梁结构，从而形成谐振薄膜1221不封闭所述谐振腔121的开口的结构。
压力腔131能够接收待检测压力，待检测压力能够通过压力敏感组件130传递至压电组件110和谐振组件120，通过压电组件110的特性对待检测压力进行检测。由于压电组件110设置在谐振组件120背离压力敏感组件130的一侧，使得压电组件110与接收待检测压力的压力腔131间隔设置。且由于谐振组件120背离压电组件110的一侧设有谐振腔121，在压电组件110带动谐振组件120振动的情况下，谐振腔121能够为压电组件110提供形变空间，降低压电组件110因发生振动导致形变量较大，进而导致压电组件110发生破损的可能性。
在压电组件110发生破损的可能性降低的情况下，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器100可以承受较大的待检测压力，从而提高了压电谐振式压力传感器100测量压力的范围，扩大了压电谐振式压力传感器100的测量范围，扩大了压电谐振式压力传感器100的适用范围，使得压电谐振式压力传感器100可以广泛应用于电子核心产业技术领域。
此外，相比较现有压电谐振式压力传感器100中谐振腔121与压力腔131错落设置，或者谐振腔121与压力腔131之间设置有除压力敏感薄膜132之外的其他部件，本申请示例提供的压电谐振式压力传感器100沿谐振薄膜1221至压力敏感组件130的方向，谐振腔121的投影至少部分落入压力腔131的投影范围内，占用空间更小，可以减小谐振式压电传感的体积，有利于压电谐振式压力传感器100的小型化，有利于压电谐振式压力传感器100的集成化发展。
在一些可能的实现方式中，上述制备方法还可以包括：
S206，取一玻璃晶圆600，刻蚀腔形成封盖160。参照图38与图39，图38为本申请示例提供的一种玻璃晶圆600的结构示意图，图39为本申请示例提供的一种在玻璃晶圆600上加工空腔形成封盖的结构示意图。
S207，在真空环境下，键合连接封盖160与压电组件110。参照图40，图40为本申请示例提供的一种玻璃晶圆600连接在保护层背离压电层侧的结构示意图。
上述标号不对上述方法步骤的顺序进行限制，在制备方法的具体实施过程中，可以基于实际情况，对上述方法的实施步骤进行适应性调整。
在压电谐振式压力传感器100的检测过程中，压电谐振式压力传感器100的检测容易受到环境因素的影响，进而可能影响压电谐振式压力传感器100的检测结果。环境因素可以是温度、振动、冲击等。基于此，需要对压电谐振式压力传感器100进行补偿。
示例性地，本申请示例提供一种补偿系统200，图41为本申请示例提供的一种补偿系统200的结构示意图，请参照图41，该补偿系统200可以包括集成于一体的驱动部件230、检测部件240以及至少两个上述实施例提及的压电谐振式压力传感器100，至少两个压电谐振式压力传感器100包括至少一个受压传感器210与至少一个补偿传感器220。
在受压传感器210设置有一个的情况下，补偿传感器220可以仅设置有一个，补偿传感器220也可以设置有多个。
在补偿传感器220设置有一个的情况下，检测传感器可以仅设置有一个，检测传感器也可以设置有多个。
补偿传感器220与检测传感器均可以设置有多个，且补偿传感器220的数量和检测传感器的数量可以相等，补偿传感器220的数量也可以与检测传感器的数量不一样。
受压传感器210用于检测待检测压力，补偿传感器220用于补偿环境因素对受压传感器210的影响。驱动部件230与受压传感器210的驱动电极连接，且与补偿传感器220的驱动电极连接，驱动部件230用于驱动检测传感器和补偿传感器220振动。检测部件240与受压传感器210的检测电极连接，且与补偿传感器220的检测电极连接。检测部件240用于检测受压传感器210与补偿传感器220的谐振频率。
由于受压传感器210和补偿传感器220集成在一起，具有相同的谐振薄膜1221，温度、振动、冲击等环境因素会对受压传感器210与补偿传感器220的谐振薄膜1221产生相同的影响，从而受压传感器210与补偿传感器220的谐振薄膜1221基于环境因素的影响能够有相同的输出。
基于此，检测部件240检测受压传感器210与补偿传感器220的谐振频率时，只要将受压传感器210输出的谐振频率减去补偿传感器220输出的谐振频率，再提取最终的谐振频率，即可排除环境因素的影响，提高补偿系统200对待检测压力的检测准确性。
图42为本申请示例提供的一种补偿系统200的工作流程示意图，请参照图42，补偿传感器220的工作流程具体如下：
S101，驱动部件230用于驱动受压传感器210和补偿传感器220。
S102，检测部件240用于检测并输出受压传感器210对应的第一谐振频率和补偿传感器220对应的第二谐振频率。
S103，计算模块用于计算第一谐振频率与第二谐振频率的差值，获得目标谐振频率。
S104，计算模块还可以基于谐振频率计算待检测压力的压力值。
计算模块可以是检测部件240的一部分，计算模块也可以是独立于检测部件240的模块，本申请示例对此不作限制。
基于上述示例提及的补偿系统200，在补偿系统200的工作过程中，待检测压力能够作用于压力传感器的压力腔131，且待检测压力不作用于补偿传感器220。基于此，受压传感器210的结构与补偿传感器220的结构可以完全一致。受压传感器210与补偿传感器220的结构也可以不一致，例如，补偿传感器220可以不设置压力敏感组件130。本申请示例对受压传感器210和补偿传感器220的具体结构不作限制。
综上，根据本申请示例提供的补偿系统200，检测部件240检测受压传感器210与补偿传感器220的谐振频率时，只要将受压传感器210输出的谐振频率减去补偿传感器220输出的谐振频率，再提取最终的谐振频率，即可排除环境因素的影响，提高补偿系统200对待检测压力的检测准确性。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种压电谐振式压力传感器，应用于电子核心产业，其特征在于，包括：
压电组件，直接或间接地与外接电路连接；
谐振组件，背离所述压电组件的一侧设有谐振腔，所述谐振腔的开口背离所述压电组件设置；
压力敏感组件，设于所述谐振组件背离所述压电组件的一侧，所述压力敏感组件包括压力敏感薄膜、第二埋氧层以及谐振衬底，所述第二埋氧层设于所述压力敏感薄膜与所述谐振衬底之间，所述压力敏感薄膜、第二埋氧层以及谐振衬底配合形成压力腔，所述压力腔的开口背离所述谐振组件设置，所述压力腔用于接收待检测压力；
其中，所述压力敏感组件封闭所述谐振腔的开口，沿所述谐振组件朝向所述压力敏感组件的方向，至少部分所述谐振腔的投影落入所述压力腔的投影范围内。
2.根据权利要求1所述的压电谐振式压力传感器，其特征在于，所述谐振组件包括相连接的谐振膜层与谐振连接层，所述谐振膜层与所述压电组件连接，所述谐振连接层设于所述谐振膜层背离所述压电组件层的一侧，所述谐振连接层连接所述谐振膜层与所述压力敏感组件；
所述谐振连接层上设有第一通孔，所述第一通孔与所述谐振膜层配合形成所述谐振腔。
3.根据权利要求2所述的压电谐振式压力传感器，其特征在于，所述谐振组件还包括第一氧化层，所述谐振膜层与所述谐振连接层通过所述第一氧化层相连接。
4.根据权利要求1～3任一项所述的压电谐振式压力传感器，其特征在于，还包括第二氧化层，所述压力敏感组件与所述谐振组件通过所述第二氧化层连接。
5.根据权利要求2所述的压电谐振式压力传感器，其特征在于，
所述谐振连接层上设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔间隔设置，所述谐振膜层封闭所述第二通孔靠近所述谐振膜层的开口，所述谐振连接层封闭所述第二通孔靠近所述谐振连接层的开口；或者，
所述压电组件与所述谐振组件上设有沟槽，所述沟槽贯穿所述压电组件与谐振组件，所述沟槽与所述第一通孔间隔设置，所述压力敏感组件封闭所述沟槽朝向所述压力敏感组件的开口。
6.根据权利要求5所述的压电谐振式压力传感器，其特征在于，所述谐振连接层包括至少一个连接结构与至少一个谐振基底，所述连接结构与所述谐振基底间隔设置；
所述第二通孔设于所述连接结构与所述谐振基底之间；或者，部分所述沟槽设于所述连接结构与所述谐振基底之间。
7.根据权利要求5或6所述的压电谐振式压力传感器，其特征在于，
在所述压电谐振式压力传感器设有所述沟槽的情况下，所述谐振膜层包括第一连接部、第二连接部以及谐振薄膜，所述谐振薄膜与所述第一连接部连接，所述第二连接部设于所述第一连接部背离所述谐振薄膜的一侧，所述第一连接部与所述第二连接部间隔设置，部分所述沟槽设于所述第一连接部与所述第二连接部之间。
8.根据权利要求1～3任一项所述的压电谐振式压力传感器，其特征在于，沿所述谐振组件朝向所述压力敏感组件的方向，所述谐振腔的投影落入所述压力腔的投影范围内。
9.一种补偿系统，其特征在于，包括集成于一体的驱动部件、检测部件以及至少两个权利要求1～8任一项所述的压电谐振式压力传感器，至少两个所述压电谐振式压力传感器包括至少一个受压传感器与至少一个补偿传感器。
10.一种压电谐振式压力传感器的制备方法，其特征在于，适用于权利要求1～8任一项所述的压电谐振式压力传感器，所述方法用于将第一SOI晶片、第二SOI晶片以及第三SOI晶片加工所述压电谐振式压力传感器，所述第一SOI晶片包括第一器件层、第一埋氧层以及第一衬底层，所述第二SOI晶片包括第二器件层、第二埋氧层以及第二衬底层，所述第三SOI晶片包括第三器件层、第三埋氧层以及第三衬底层，所述方法包括：
取第一SOI晶片，在所述第一器件层加工第一通孔，所述第一器件层的厚度等于所述第一通孔的深度；
取第二SOI晶片，键合连接所述第一器件层与所述第二器件层，所述第二器件层封闭所述第一通孔的开口且与所述第一通孔配合形成谐振腔，所述第二器件层厚度等于压力敏感薄膜厚度；
去除所述第一衬底层与所述第一埋氧层，以露出所述第一器件层；
取第三SOI晶片，键合连接所述第三器件层与所述第一器件层，所述第三器件层厚度等于谐振薄膜的厚度；
去除所述第三衬底层与所述第三埋氧层，以露出所述第三器件层；
在所述第三器件层背离所述第一器件层的一侧设置压电组件；
在所述第二衬底层加工压力腔，沿所述谐振组件朝向所述压力敏感组件的方向，至少部分所述谐振腔的投影落入所述压力腔的投影范围内。
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