一种压力传感器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种压力传感器。该压力传感器包括：衬底；设置于所述衬底表面的单晶硅层；以及设置于所述单晶硅层表面的压感电阻、加热单元、测温单元和控制单元，所述控制单元分别与所述加热单元和所述测温单元电连接；所述加热单元设置于所述压感电阻周边。本发明专利技术实施例的方案提高了压力传感器的压力检测精度，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种压力传感器
本专利技术实施例涉及压力检测技术，尤其涉及一种压力传感器。
技术介绍
硅压阻压力传感器的原理是利用单晶硅材料的压阻效应制成，是目前应用最为广泛的一种压力传感器，其具有灵敏度高、动态响应快、测量精度高、稳定性好、工作温度范围宽、易于小型微型化、便于批量生产以及使用方便等优点。硅压阻压力传感器会受到温度的影响，导致零点电压和灵敏度会随温度的变化而产生漂移，因此现有的硅压阻压力传感器都需要进行温度补偿，温度补偿需要长达数小时，造成硅压阻压力传感器成本升高。
技术实现思路
本专利技术提供一种压力传感器，以实现提高压力传感器的压力检测精度，降低生产成本。本专利技术实施例提供了一种压力传感器，该压力传感器包括：衬底；设置于所述衬底表面的单晶硅层；以及设置于所述单晶硅层表面的压感电阻、加热单元、测温单元和控制单元，所述控制单元分别与所述加热单元和所述测温单元电连接；所述加热单元设置于所述压感电阻周边。可选的，所述衬底远离所述单晶硅层的表面设置有凹槽或者所述衬底邻近所述单晶硅层的表面设置有凹槽；所述单晶硅层包括第一区域以及围绕所述第一区域的第二区域，所述第一区域与所述衬底设置有凹槽的区域对应；所述压感电阻至少部分设置于所述单晶硅层的所述第一区域；所述测温单元和所述控制单元设置于所述单晶硅层的所述第二区域。可选的，所述压力传感器包括多个压感电阻，每一所述压感电阻对应一加热单元。可选的，所述压力传感器包括四个压感电阻，所述第一区域的形状为矩形，每一所述压感电阻分别设置于所述第一区域的一个边。可选的，所述加热单元的形状为U型，所述加热单元环绕所述压感电阻，且所述U型的开口朝向所述压感电阻最邻近的所述第一区域的边。可选的，所述压力传感器包括多个压感电阻，所述多个压感电阻均设置于所述第一区域的同一边；所述加热单元环绕所述多个压感电阻。可选的，所述压力传感器包括四个压感电阻，所述四个压感电阻围成一矩形，所述加热单元包括四个边，每一边对应一压感电阻，且与对应的压感电阻平行设置。可选的，所述加热单元与所述压感电阻之间的距离为0.5微米-1微米。可选的，所述压力传感器还包括：检测电极和保护层；所述检测电极与所述压感电阻电连接；所述保护层覆盖所述压感电阻、所述加热单元、所述测温单元和所述控制单元。可选的，所述衬底的形状为正方形，所述衬底的边长为1毫米-2毫米；所述第一区域的形状为正方形，所述第一区域的边长为0.5毫米-1毫米。本专利技术实施例的压力传感器通过设置加热单元、测温单元和控制单元，实现了对压感电阻的实时温度调节，使压感电阻始终保持在相同的温度下，保证了压力传感器具有较高的压力检测精度，且无需在传感器制作完成后进行温度补偿，降低了压力传感器的制作成本。并且本实施例将加热单元、测温单元与压感电阻设置于同一膜层，且加热单元设置于压感电阻的周边，使得测温单元检测的温度更接近压感电阻所处的温度，且加热单元对压感电阻的温度控制更加精确，进一步提高了压感传感器的压力检测精度和稳定性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种压力传感器的俯视示意图；图2是图1中压力传感器沿剖面线AA的剖面示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种压力传感器的剖面示意图；图4是本专利技术实施例提供的又一种压力传感器的俯视示意图；图5是本专利技术实施例提供的另一种压力传感器的俯视示意图；图6是本专利技术实施例提供的又一种压力传感器的剖面图；图7是本专利技术实施例提供的再一种压力传感器的剖面图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本实施例提供了一种压力传感器，图1是本专利技术实施例提供的一种压力传感器的俯视示意图，图2是图1中压力传感器沿剖面线AA的剖面示意图，参考图1和图2，该传感器包括：衬底10；设置于衬底10表面的单晶硅层20；以及设置于单晶硅层20表面的压感电阻30、加热单元40、测温单元50和控制单元60，控制单元60分别与加热单元40和测温单元50电连接；加热单元40设置于压感电阻30周边。其中，衬底10可以为硅衬底，压感电阻30可以为硅压阻条，当有压力施加到压力传感器时，压感电阻30发生形变，其阻值发生变化，通过检测阻值变化可以得到压力的大小。示例性的，压力传感器可以包括多个压感电阻30，多个压感电阻30组成惠斯通电桥，通过检测电桥输出端的电压或电流变化检测压力的大小。加热单元40可以为方块电阻，示例性的为硅电阻。测温单元50实时检测感压电阻30周围的温度，并将该温度发送到控制单元60，控制单元60根据该温度改变加热电源两端的电压差，从而改变加热单元40产生的热量，使压感电阻30附近的温度一直保持稳定，提高压感电阻30的压力检测精度。本实施例的压力传感器通过设置加热单元、测温单元和控制单元，实现了对压感电阻的实时温度调节，使压感电阻始终保持在相同的温度下，保证了压力传感器具有较高的压力检测精度，且无需在传感器制作完成后进行温度补偿，降低了压力传感器的制作成本。并且本实施例将加热单元、测温单元与压感电阻均设置于单晶硅层表面，且加热单元设置于压感电阻的周边，使得测温单元检测的温度更接近压感电阻所处的温度，且加热单元对压感电阻的温度控制更加精确，进一步提高了压感传感器的压力检测精度。需要说明的是，压感电阻30以及加热单元40可以通过对单晶硅层20的部分区域进行掺杂形成，也可以采用其他形式形成，本实施例并不做具体限定。示例性的，对单晶硅层20的部分区域进行P型重掺杂形成压感电阻30。图3是本专利技术实施例提供的另一种压力传感器的剖面示意图，可选的，参考图2和图3，衬底10远离单晶硅层20的表面设置有凹槽11或者衬底10邻近单晶硅层20的表面设置有凹槽11；单晶硅层20包括第一区域21以及围绕第一区域21的第二区域22，第一区域21与衬底10设置有凹槽11的区域对应；压感电阻30至少部分设置于单晶硅层20的第一区域21；测温单元50和控制单元60设置于单晶硅层50的第二区域22。具体的，参考图2，当衬底10的厚度太厚时，不利于感压电阻30的形变，当衬底10太薄时，使得压力传感器的结构强度较低。通过在衬底10上设置凹槽11，压感电阻30和加热单元40设置于与凹槽11对应的第一区域21，即压感电阻30设置于衬底10较薄的区域，当外界压力变化时，衬底10较薄的区域较易发生形变，压感电阻30与衬底10一同发生形变，使其具有较高的压力检测灵敏度。通过将测温单元50设置于第二区域22，避免第一区域21的器件太多，影响对压力的感测灵敏度。参考图3，还可以在衬底10邻近单晶硅层20的表面设置凹槽11，使得单晶硅层20与衬底10之间形成空腔，当外界压力变化时，在空腔处单晶硅层20发生形变，压感电阻30与单晶硅层20一同发生形变。此外，压感电阻30至少部分设置于第一区域21，即压感电阻30可以全部位于第一区域21，也可以部分位于第一区域21，以保证第一区域21发生形变时压感电阻30能够一同发生形变。加热单元40可以位于第一区域21也可以位于第二区域22，只要加热单元40位于压感电阻30周边，可以对压感电阻30较快的进行加热即可。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：衬底；设置于所述衬底表面的单晶硅层；以及设置于所述单晶硅层表面的压感电阻、加热单元、测温单元和控制单元，所述控制单元分别与所述加热单元和所述测温单元电连接；所述加热单元设置于所述压感电阻周边。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：衬底；设置于所述衬底表面的单晶硅层；以及设置于所述单晶硅层表面的压感电阻、加热单元、测温单元和控制单元，所述控制单元分别与所述加热单元和所述测温单元电连接；所述加热单元设置于所述压感电阻周边。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述衬底远离所述单晶硅层的表面设置有凹槽或者所述衬底邻近所述单晶硅层的表面设置有凹槽；所述单晶硅层包括第一区域以及围绕所述第一区域的第二区域，所述第一区域与所述衬底设置有凹槽的区域对应；所述压感电阻至少部分设置于所述单晶硅层的所述第一区域；所述测温单元和所述控制单元设置于所述单晶硅层的所述第二区域。3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：所述压力传感器包括多个压感电阻，每一所述压感电阻对应一加热单元。4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于：所述压力传感器包括四个压感电阻，所述第一区域的形状为矩形，每一所述压感电阻分别设置于所述第一区域的一个边。5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于：所述加热单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建民，曹峰，
申请(专利权)人：华景传感科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32