一种MEMS压力传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种MEMS压力传感器及其制备方法，包括体硅层、衬底、埋氧层、顶硅层、压敏电阻、应力膜、欧姆接触、金属引线、绝缘介质层、小空腔、大空腔、内惠斯通电桥、外惠斯通电桥；顶硅层内部设有小空腔，体硅层内设有大空腔，压敏电阻位于两个空腔的四边中点的正上方，于顶硅层内。通过设置两套压敏电阻组成的两个位于不同厚度应力膜上的惠斯通电桥，分别测量不同量程范围的压力，在一定程度解决了低量程压力传感器在高压环境时失去线性度，以及高量程压力传感器在低压环境时灵敏度较低的问题，使压力传感器在具有大量程的同时兼顾低压环境的灵敏度；同时由于两个空腔在空间上上下堆叠，节约了芯片面积，提高了集成度。提高了集成度。提高了集成度。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS压力传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于微电子机械系统(MEMS)传感器设计领域，涉及一种MEMS压力传感器，以及采用MEMS加工方法实现压力传感器制造的方法。

技术介绍

[0002]MEMS(Micro Electro Mechanical System)即微电子机械系统，是一种新兴的跨学科高新
其内部结构一般在微米或者纳米量级，是一个独立智能系统。基于MEMS技术制造的压阻式压力传感器具有体积小、易于集成、可靠性高且易于将信号转化成电信号等优点，目前已广泛应用于工业控制、生物医疗、环境监测、航空航天等领域。其工作原理为在硅片上形成的薄膜通过离子注入或者扩散等方式制作的压敏电阻组成惠斯通电桥，在外界压力作用下应变膜发生形变从而使得膜上的压敏电阻发生形变，压敏电阻发生形变后其电阻值会发生变化，从而通过惠斯通电桥将电阻值的变化转化成输出电压变化。通常将压敏电阻放置在应变膜应力最集中的区域，从而提高整个压力传感器的灵敏度。
[0003]压力传感器的主要性能指标是灵敏度和线性度，但是二者之间存在矛盾。在测量中，为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS压力传感器，其特征在于，包括体硅层(1)、衬底(2)、埋氧层(3)、顶硅层(4)、压敏电阻(5)、欧姆接触(6)、金属引线(7)、绝缘介质层(8)、小空腔(9)、大空腔(10)、薄应变膜(11)、厚应变膜(12)、内惠斯通电桥(13)、外惠斯通电桥(14)；所述体硅层(1)位于衬底(2)的上表面，所述埋氧层(3)位于所述体硅层(1)的上表面，在所述顶硅层(4)内部设置有共八个压敏电阻(5)，每个所述压敏电阻(5)单独设置有欧姆接触(6)，并由金属引线(7)引出，其中四个压敏电阻(5)构成内惠斯通电桥(13)，另外四个压敏电阻(5)构成外惠斯通电桥(14)，所述顶硅层(4)位于所述埋氧层(3)的上表面，所述绝缘介质层(8)位于所述顶硅层(4)的上表面，所述顶硅层(4)内部设有所述小空腔(9)，所述体硅层(1)内设有所述大空腔(10)，所述小空腔(9)正上方的顶硅层(4)部分和所述绝缘介质层(8)共同形成为所述薄应变膜(11)，所述大空腔(10)正上方的埋氧层(3)部分与所述顶硅层(4)和所述绝缘介质层(8)共同形成所述厚应变膜(12)。2.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述压力传感器的八个压敏电阻(5)，其中四个所述压敏电阻(5)设置在所述小空腔(9)四边的中点正上方位置，另外四个所述压敏电阻(5)设置在所述大空腔(10)四边的中点正上方位置；四个位于所述小空腔(9)四边的中点正上方位置的所述压敏电阻(5)采用惠斯通电桥方式连接，构成内惠斯通电桥(13)，而四个位于所述大空腔(10)四边的中点正上方位置的所述压敏电阻(5)也采用惠斯通电桥方式连接，构成外惠斯通电桥(14)。3.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述小空腔(9)设置在所述大空腔(10)的正上方，位于厚应变膜(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，王博，廖俊杰，黄晓东，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：