压力传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种压力传感器，该压力传感器包括：衬底，设置在衬底的第一侧上的第一电极层以及第一介质层，设置在第一介质层上的第二介质层，以及，设置在第二介质层上的第二电极层；衬底、第一介质层、第二介质层围设形成密封腔体，第一电极层的第一部分位于密封腔体内，从而构成第一电极；第二电极层中与第一电极对应的部分构成第二电极，第一电极与第二电极构成一组可变电容，充分利用了密封腔体的空间，增大了第一电极的极板面积，并且第二电极层中与第一电极对应的部分构成第二电极，不同的第一电极单独对应一个第二电极，从而提高了压力传感器的灵敏度。压力传感器的灵敏度。压力传感器的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
压力传感器


[0001]本技术涉及传感器领域，尤其涉及一种压力传感器。

技术介绍

[0002]MEMS(MEMS，Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System)压力传感器是发展最早、市场占有率极大的微机电传感器，被广泛应用于消费电子、医疗、汽车、工控等领域。压阻式压力传感器和电容式压力传感器是MEMS压力传感器的两种类型。其中，压阻式压力传感器具有高灵敏度、低功耗、高线性度等优点，但是其最大的缺点是温漂，对温度敏感，因为其电阻是采用半导体掺杂工艺形成，极容易受温度影响；而电容式压力传感器等与压阻式相比，其最大的优点是低温漂，因为其通过检测两个极板之间的电容变化输出信号，其温漂远低于压阻。因此，在一些对温度稳定性要求苛刻的应用下，如高度计、无人机等，通常会采用电容式压力传感器。
[0003]目前，常用的电容式压力传感器包括衬底，形成于衬底上的绝缘层，形成于绝缘层上的下电极以及通过介质层支撑的下电极上方的压力敏感膜，下电极位于绝缘层与介质层之间形成的空腔内，并且每一个空腔内设置有多个间隔的下电极，从而使得下电极的有效面积减小，并且不同的下电极对应同一个上电极从而使得电容式压力传感器的灵敏度较小。

技术实现思路

[0004]本技术公开了一种压力传感器，提高了压力传感器的灵敏度，具体方案如下：
[0005]第一方面，提供一种压力传感器，包括：衬底，设置在所述衬底的第一侧上的第一电极层以及第一介质层，设置在所述第一介质层上的第二介质层，以及，设置在所述第二介质层上的第二电极层；
[0006]所述衬底、所述第一介质层以及所述第二介质层围设形成密封腔体，所述第一电极层的第一部分位于所述密封腔体内，从而构成第一电极；
[0007]所述第二电极层中与所述第一电极对应的部分构成第二电极，所述第一电极与所述第二电极构成一组可变电容。
[0008]进一步地，在垂直于所述衬底的厚度方向的平面上，所述第一电极的投影覆盖所述第二电极的投影。。
[0009]进一步地，所述第二介质层包括第一子介质层以及第二子介质层；
[0010]所述第一子介质层覆盖在所述第一介质层上，所述第二子介质层覆盖在所述第一子介质层上；
[0011]所述第二电极层的下表面与所述第二子介质层的上表面平齐。
[0012]进一步地，所述第二介质层包括第一子介质层以及第二子介质层；
[0013]所述第一子介质层覆盖在所述第二介质层上，所述第二子介质层覆盖在所述第一子介质层上；
[0014]所述第二电极层的上表面与所述第二子介质层的上表面平齐。
[0015]进一步地，所述第一电极层还包括位于所述密封腔体外且被所述第一介质层覆盖的第二部分，所述第一部分与所述第二部分电性连接；
[0016]所述压力传感器还包括第三介质层、第一焊盘和第二焊盘，其中，所述第三介质层覆盖在所述第二介质层和所述第二电极层表面，所述第一焊盘贯穿所述第三介质层、所述第二介质层以及所述第一介质层从而与所述第一电极层的所述第二部分电性连接，所述第二焊盘贯穿所述第三介质层的从而与所述第二电极电性连接。
[0017]进一步地，所述衬底、所述第一介质层以及所述第二介质层围设形成多个所述密封腔体，不同的密封腔体之间通过所述第以介质层相互隔离；
[0018]每一所述密封腔体内均设置一个所述第一电极，所述第二电极层包括多个所述第二电极，不同的所述第二电极之间通过所述第三介质层相互隔离，多个所述第一电极与多个所述第二电极构成多组所述可变电容。
[0019]进一步地，至少一个所述密封腔体内设置有支撑结构，该密封腔内的第一电极与对应的第二电极构成一组固定电容；
[0020]其中，所述支撑结构从第一电极的位置延伸至所述第二介质层的位置/或从所述衬底的位置延伸至所述第二介质层的位置；
[0021]进一步地，所述支撑结构为柱状结构，或者，所述支撑结构填充满整个所述密封腔体。
[0022]进一步地，多组所述可变电容并联连接，多组所述可变电容对应的第一焊盘电性连接。
[0023]进一步地，包括第一可变电容、第二可变电容、第一固定电容、第二固定电容，其中，所述第一可变电容、所述第二可变电容、所述第一固定电容、所述第二固定电容组成惠斯通桥。
[0024]进一步地，所述第一可变电容的所述第二电极与所述第一固定电容的所述第二电极电性连接；
[0025]所述第二可变电容的所述第二电极与所述第二固定电容的所述第二电极电性连接；
[0026]所述第一可变电容的所述第一电极与所述第二固定电容的所述第一电极电性连接；
[0027]所述第二可变电容的所述第一电极与所述第一固定电容的所述第一电极电性连接。
[0028]进一步地，所述衬底内设置有PN结；
[0029]所述压力传感器还包括用于对所述PN结进行电性引出的导电元件。
[0030]进一步地，所述衬底的第二侧上设置有第四介质层，和/或，所述衬底的第一侧上设置有第四介质层，并且在所述衬底的第一侧上设置有第四介质层时，第一介质层和所述第一电极层均与所述第四介质层固定连接；
[0031]其中，所述第一侧与所述第二侧在所述衬底的厚度方向上相对应。
[0032]第二方面，提供一种压力传感器，包括：衬底，设置在所述衬底的第一侧上的第一电极层以及第一介质层，设置在所述第一介质层上的第二介质层，设置在所述第二介质层
上的第五介质层，以及，设置在所述第五介质层上的第二电极层；
[0033]所述第一电极层被所述第一介质层分为第一部分以及第二部分，所述第一部分构成第一电极，第一部分与第二部分电性连接；
[0034]所述第三介质层以及所述第五介质层围设形成密封腔体，所述密封腔体的位置与所述第一电极的位置对应；
[0035]所述第二电极层中与所述第一电极对应的部分构成第二电极，所述第一电极与所述第二电极构成一组可变电容。
[0036]本技术的第一电极层的第一部分位于密封腔体内，从而构成第一电极，使得密封腔体内仅具有一个第一电极，充分利用了密封腔体的空间，增大了第一电极的极板面积，并且第二电极层中与第一电极对应的部分构成第二电极，不同的第一电极单独对应一个第二电极，从而提高了压力传感器的灵敏度。
附图说明
[0037]下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0038]图1为本技术实施例一中的压力传感器的结构示意图；
[0039]图2为本技术实施例一中具有柱状支撑结构的压力传感器的结构示意图；
[0040]图3为本技术实施例一中具有充满整个密封腔体的支撑结构的压力传感器的结构示意图；
[0041]图4为本技术实施例一中具有两个并联的可变电容的压力传感器的示意图；
[0042]图5为本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：衬底(100)，设置在所述衬底(100)的第一侧上的第一电极层(300)以及第一介质层(201)，设置在所述第一介质层(201)上的第二介质层(202)，以及，设置在所述第二介质层(202)上的第二电极层(400)；所述衬底(100)、所述第一介质层(201)以及所述第二介质层(202)围设形成密封腔体(601)，所述第一电极层(300)的第一部分位于所述密封腔体(601)内，从而构成第一电极(301)；所述第二电极层(400)中与所述第一电极(301)对应的部分构成第二电极(401)，所述第一电极(301)与所述第二电极(401)构成一组可变电容。2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，在垂直于所述衬底(100)的厚度方向的平面上，所述第一电极(301)的投影覆盖所述第二电极(401)的投影。3.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第二介质层(202)包括第一子介质层(2021)以及第二子介质层(2022)；所述第一子介质层(2021)覆盖在所述第一介质层(201)上，所述第二子介质层(2022)覆盖在所述第一子介质层(2021)上；所述第二电极层(400)的下表面与所述第二子介质层(2022)的上表面平齐。4.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述第二介质层(202)包括第一子介质层(2021)以及第二子介质层(2022)；所述第一子介质层(2021)覆盖在所述第一介质层(201)上，所述第二子介质层(2022)覆盖在所述第一子介质层(2021)上；所述第二电极层(400)的上表面与所述第二子介质层(2022)的上表面平齐。5.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一电极层(300)还包括位于所述密封腔体(601)外且被所述第一介质层(201)覆盖的第二部分(302)，所述第一部分与所述第二部分(302)电性连接；所述压力传感器还包括第三介质层(203)、第一焊盘(501)和第二焊盘(502)，其中，所述第三介质层(203)覆盖在所述第二介质层(202)和所述第二电极层(400)表面，所述第一焊盘(501)贯穿所述第三介质层(203)、所述第二介质层(202)以及所述第一介质层(201)从而与所述第一电极层(300)的所述第二部分(302)电性连接，所述第二焊盘(502)贯穿所述第三介质层(203)从而与所述第二电极(401)电性连接。6.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，所述衬底(100)、所述第一介质层(201)以及所述第二介质层(202)围设形成多个所述密封腔体(601)，不同的密封腔体(601)之间通过所述第一介质层(201)相互隔离；每一所述密封腔体(601)内均设置一个所述第一电极(301)，所述第二电极层(400)包括多个所述第二电极(401)，不同的所述第二电极(401)之间通过所述第三介质层(203)相互隔离，多个所述第一电极(301)与多个所述第二电极(401)构成多组所述可变电容。7.如权利要求6所述的压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕萍，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：