【技术实现步骤摘要】
一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列及其制备方法
[0001]本专利技术属于MEMS压力传感器
，具体涉及一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列及其制备方法，该器件是通过MEMS微加工技术在SOI(绝缘体上的硅)衬底上实现压力传感器芯片的制备，并通过将多个不同灵敏度的芯片连接成阵列结构实现温度自补偿和高灵敏度测量的。
技术介绍
[0002]随着MEMS制造技术的发展，微型压力传感器发展迅速，其在航空航天、工业制造、智慧医疗等多种工业领域都起到了重要的作用。在海洋工程领域，压力传感器通常被应用在高压(MPa级)、高温和潮湿的环境中。然而，常见的压阻式压力传感器由于存在一些目前硅基制造工艺所造成的内部缺点，例如温漂现象、高压下的线性度和灵敏度不足、高温高湿环境下的稳定性问题，极大地限制了其在海洋工程领域的应用。
[0003]为了提高压力传感器的性能，许多研究聚焦在了对压阻式压力传感器结构、工艺、封装上的优化。例如，Nag等人在压敏薄膜上设计了臂梁结构来提高传感器的灵敏度(A high sensitive grap...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列，其特征在于：包括共同置于受压区的第一压力传感器芯片(1)、第二压力传感器芯片(2)、第三压力传感器芯片(3)和第四压力传感器芯片(4)；第一压力传感器芯片(1)和第二压力传感器芯片(2)串联在一起后置于受压区，形成第一串联支路；第三压力传感器芯片(3)和第四压力传感器芯片(4)串联在一起后也置于受压区，形成第二串联支路；第一串联支路与第二串联支路一端连接在一起，另一端作为压力信号输出接口；第一压力传感器芯片(1)与第三压力传感器芯片(3)的性能参数相同；第二压力传感器芯片(2)与第四压力传感器芯片(4)的性能参数相同；第一压力传感器芯片(1)与第二压力传感器芯片(2)的灵敏度和测压范围不同；所述的第三压力传感器芯片(3)和第四压力传感器芯片(4)压力检测部损坏，压力变化时输出信号不变。2.一种权利要求1所述的一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列，其特征在于：所述的压力传感器芯片采用压阻式压力传感器。3.一种权利要求2所述的一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列，其特征在于：所述的压阻式压力传感器包括硅膜，以及在硅膜上通过低浓度硼离子注入形成的四个压阻；四个压阻连成惠斯通电桥结构，并通过四个焊盘引出电压输入接口和电压信号输出接口；四个压阻分布在硅膜(15)的应力最大处。4.一种权利要求3所述的一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列，其特征在于：所述的压阻式压力传感器还包括玻璃(17)；所述的硅膜(15)形成于一块SOI硅片上；玻璃(17)与SOI硅片的底层硅(18)通过阳极键合的方式连接在一起；SOI硅片中设有真空腔室(16)；真空腔室(16)由SOI硅片的底层硅(18)、埋氧层(19)的内侧壁，以及SOI硅片的顶层硅(20)与玻璃(17)的相对侧面合围形成；玻璃(17)和顶层硅(20)之间设置有质量块(21)。5.一种权利要求3所述的一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列，其特征在于：硅膜上设有覆盖四个压阻的绝缘层；连接四个压阻的导线位于绝缘层中。6.一种权利要求1
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5中任意一项所述的一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列，其特征在于：所述的第三压力传感器芯片(3)和第四压力传感器芯片(4)上开设有通孔。7.一种权利要求1
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5中任意一项所述的一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列，其特征在于：第一压力传感器芯片(1)的测压范围为0～5MPa；第二压力传感器芯片(2)的测压范围为0～10MPa。8.如权利要求6所述的一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列的制备方法，其特征在于：S1：采用SOI硅片作为衬底，利用包括光刻、离子注入、等离子体增强化学气相沉积、反应离子刻蚀、蒸发沉积、湿法腐蚀、深硅刻蚀和阳极键合在内的微加工工艺，形成四个压阻、四个焊盘、导线(14)、绝缘层、硅膜(15)和真空腔室(16)，得到压力传感器芯片；S2：采用金属引线(5)将四个步骤S1制得的压力传感器芯片连接成一个电桥结构，并将其封装到受压区。9.一种权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤S1的具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明浩，徐嘉辉，樊晔，程瑜华，王高峰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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