一種MEMS電容式壓力傳感器，其通過將橋式電路中感應(yīng)電容開孔處理制作成參考電容，因?yàn)楦袘?yīng)電容和參考電容的結(jié)構(gòu)幾乎相同，故，兩電容溫度系數(shù)一致，該兩電容受溫度影響程度相同，而橋式電路之輸出檢測(cè)信號(hào)為一差分信號(hào)，故橋式電路所輸出的檢測(cè)信號(hào)不受溫度參數(shù)的影響，該檢測(cè)信號(hào)在橋式電路部分就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度校正，具有上述結(jié)構(gòu)的壓力傳感器無需設(shè)置溫度補(bǔ)償模塊，便可精準(zhǔn)測(cè)量外界氣壓，液壓和水壓等變化。該壓力傳感器無需溫度補(bǔ)償模塊的同時(shí)，該壓力傳感器的感應(yīng)電容與參考電容均疊加在集成的基礎(chǔ)電路上層，壓力傳感器面積大幅縮小。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及微機(jī)電領(lǐng)域，特別涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)溫度校正的電容式壓力傳感器，以及該傳感器之制作方法。
技術(shù)介紹
微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectro?Mechanical?Systems，簡(jiǎn)稱MEMS）是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，是一種采用半導(dǎo)體工藝制造微型機(jī)電器件的技術(shù)。與傳統(tǒng)機(jī)電器件相比，MEMS器件在耐高溫、小體積、低功耗方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一，它涉及電子、機(jī)械、材料、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。壓力傳感器作為MEMS器件之一，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械傳感器，其具有尺寸小，控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，故，該壓力傳感器被廣泛地使用在各大電子領(lǐng)域，例如：輪胎壓力監(jiān)測(cè)壓力傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力傳感器，汽車剎車系統(tǒng)空氣壓力傳感器等。壓力傳感器是一種將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的換能器。根據(jù)工作原理的不同分為壓阻式壓力傳感器和電容式壓力傳感器。電容式壓力傳感器是利用電容敏感元件，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成與之成一定關(guān)系的電量輸出的壓力傳感器，其原理為通過壓力改變頂部電極和底部電極之間的電容，以此來測(cè)量壓力。與壓阻式壓力傳感器相比具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，其分辨率較好的同時(shí)，具有低溫漂移和適于批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。然而，測(cè)壓時(shí)，電容變化量較小，其特性曲線有較嚴(yán)重的非線性，且受溫度變化的影響，因此，在環(huán)境溫度變化較大時(shí)，除了需要進(jìn)行非線性校正外，還需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，因此，對(duì)于每一個(gè)電容，進(jìn)行線性化校正與溫度漂移補(bǔ)償就變得非常重要。在現(xiàn)有的壓力傳感器均設(shè)置有溫度補(bǔ)償電路模塊，從而減弱溫度對(duì)壓力傳感器之檢測(cè)精度的影響，如圖1所示，現(xiàn)有壓力傳感器50包括一橋式電路51，基礎(chǔ)電路52以及溫度補(bǔ)償模塊53，基礎(chǔ)電路52用于處理橋式電路51傳輸過來的檢測(cè)數(shù)據(jù)，溫度補(bǔ)償模塊53用于實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的溫度補(bǔ)償。但這種設(shè)置溫度補(bǔ)償模塊的方式不僅增加了傳感器的體積，也提高了傳感器的成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為克服目前電容式壓力傳感器之溫度補(bǔ)償模塊所帶來的精度低，體積大，成本高以及現(xiàn)有電容式壓力傳感器的兼容性差等缺點(diǎn)，本專利技術(shù)提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)溫度校正，體積小，成本低，兼容性好的電容式壓力傳感器以及該壓力傳感器的制作方法。本專利技術(shù)提供一種MEMS電容式壓力傳感器，該壓力傳感器包括一橋式電路與基礎(chǔ)電路，橋式電路與基礎(chǔ)電路相連接，該橋式電路包括感應(yīng)電容和參考電容，感應(yīng)電容感應(yīng)外界環(huán)境之壓力變化，參考電容感應(yīng)的壓力參數(shù)與外界環(huán)境之壓力參數(shù)保持一致。優(yōu)選地，該參考電容包括一壓力腔，該壓力腔與外界連通。優(yōu)選地，該參考電容包括下極板，感應(yīng)薄膜層及密封層，感應(yīng)薄膜層位于下極板與密封層之間，且感應(yīng)薄膜層與下極板之間包括一壓力腔，該壓力腔通過參考電容上設(shè)置的通孔與外界連通。優(yōu)選地，感應(yīng)電容包括一壓力腔，該壓力腔與外界隔絕。優(yōu)選地，該壓力傳感器包括一襯底，該襯底內(nèi)部集成了基礎(chǔ)電路，基礎(chǔ)電路之上集成了感應(yīng)電容和參考電容，該感應(yīng)電容與參考電容構(gòu)成橋式電路。優(yōu)選地，該感應(yīng)電容包括一下極板，一感應(yīng)薄膜層，位于下極板與感應(yīng)薄膜層之間的壓力腔，以及覆蓋于感應(yīng)薄膜層上的密封層，該感應(yīng)電容與參考電容的溫度參數(shù)一致。本專利技術(shù)還提供一種MEMS電容式壓力傳感器的制造方法，其包括步驟：S1：提供一襯底；及S2：在襯底之上制作感應(yīng)電容與參考電容，該感應(yīng)電容感應(yīng)外界環(huán)境之壓力變化，該參考電容感應(yīng)的壓力參數(shù)與外界環(huán)境之壓力參數(shù)保持一致。優(yōu)選地，在步驟S2中，制作感應(yīng)電容與參考電容的步驟包括：制作一感應(yīng)電容壓力腔和一參考電容壓力腔，該感應(yīng)電容壓力腔為密閉空間，該參考電容壓力腔與外界連通。優(yōu)選地，在步驟S2中，制作感應(yīng)電容與參考電容的步驟包括：S21：在襯底上放置至少二間隔設(shè)置的犧牲層；S22：在二犧牲層上放置一感應(yīng)薄膜層，感應(yīng)薄膜層將二犧牲層密封；S23：將感應(yīng)薄膜層進(jìn)行蝕刻，使感應(yīng)薄膜層對(duì)應(yīng)于二犧牲層處形成間隔排布的釋放孔；S24：通過釋放孔將密封于感應(yīng)薄膜層與襯底之間的二犧牲層腐蝕掉，該腐蝕方法為氧氣等離子體灰化(O2Asher)或HF蒸汽（Vapor?HF）；S25：使用二氧化硅，氮化硅，氮氧化硅，碳化硅以及碳氧化硅等材質(zhì)中的一種或多種將感應(yīng)薄膜層進(jìn)行密封，形成一密封層，使襯底與感應(yīng)薄膜層之間至少形成二壓力腔，一壓力腔對(duì)應(yīng)于感應(yīng)電容，一壓力腔對(duì)應(yīng)于參考電容。優(yōu)選地，步驟S2進(jìn)一步包括：S26：將對(duì)應(yīng)于參考電容之密封層進(jìn)行開孔，該孔貫穿密封層與感應(yīng)薄膜層，使該壓力腔與外界連通。本專利技術(shù)通過將橋式電路中感應(yīng)電容開孔處理制作成參考電容，參考電容的犧牲層腐蝕后所留下的空間與外界環(huán)境相通，其電容值大小不受外界環(huán)境壓力參數(shù)的影響。感應(yīng)電容感應(yīng)外界氣壓，液壓和水壓等，并通過改變上極板與下極板之間的距離來改變自身的電容值，并形成檢測(cè)信號(hào)。因?yàn)楦袘?yīng)電容和參考電容的結(jié)構(gòu)幾乎相同，故，兩電容溫度系數(shù)一致，該兩電容受溫度影響程度相同，而橋式電路之輸出檢測(cè)信號(hào)為一差分信號(hào)，故橋式電路所輸出的檢測(cè)信號(hào)不受溫度參數(shù)的影響，該檢測(cè)信號(hào)在橋式電路部分就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度校正，具有上述結(jié)構(gòu)的壓力傳感器無需設(shè)置溫度補(bǔ)償模塊，便可精準(zhǔn)測(cè)量外界氣壓，液壓和水壓等變化。該壓力傳感器無需溫度補(bǔ)償模塊的同時(shí)，該壓力傳感器的感應(yīng)電容與參考電容均疊加在集成的基礎(chǔ)電路上層，壓力傳感器面積大幅縮小。【附圖說明】圖1是現(xiàn)有技術(shù)電容式壓力傳感器之電路模塊圖。圖2是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器之電路模塊圖。圖3是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器之剖視圖。圖5是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器之襯底結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器在襯底上制作開口的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器設(shè)置犧牲層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器設(shè)置感應(yīng)薄膜層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器之感應(yīng)薄膜層處理結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器之釋放孔的蝕刻處理結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本專利技術(shù)電容式壓力傳感器釋放犧牲層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是本專利技術(shù)電本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種MEMS電容式壓力傳感器，該壓力傳感器包括一橋式電路與基礎(chǔ)電路，橋式電路與基礎(chǔ)電路相連接，其特征在于：該橋式電路包括感應(yīng)電容和參考電容，感應(yīng)電容感應(yīng)外界環(huán)境之壓力變化，參考電容感應(yīng)的壓力參數(shù)與外界環(huán)境之壓力參數(shù)保持一致。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種MEMS電容式壓力傳感器，該壓力傳感
器包括一橋式電路與基礎(chǔ)電路，橋式電路與基礎(chǔ)
電路相連接，其特征在于：該橋式電路包括感應(yīng)
電容和參考電容，感應(yīng)電容感應(yīng)外界環(huán)境之壓力
變化，參考電容感應(yīng)的壓力參數(shù)與外界環(huán)境之壓
力參數(shù)保持一致。
2.如權(quán)利要求1所述的一種MEMS電容式壓力
傳感器，其特征在于：該參考電容包括一壓力腔，
該壓力腔與外界連通。
3.如權(quán)利要求1所述的一種MEMS電容式壓力
傳感器，其特征在于：該參考電容包括下極板，
感應(yīng)薄膜層及密封層，感應(yīng)薄膜層位于下極板與
密封層之間，且感應(yīng)薄膜層與下極板之間包括一
壓力腔，該壓力腔通過參考電容上設(shè)置的通孔與
外界連通。
4.如權(quán)利要求2所述的一種MEMS電容式壓力
傳感器，其特征在于：感應(yīng)電容包括一壓力腔，
該壓力腔與外界隔絕。
5.如權(quán)利要求1所述的一種MEMS電容式壓力
傳感器，其特征在于：該壓力傳感器包括一襯底，
該襯底內(nèi)部集成了基礎(chǔ)電路，基礎(chǔ)電路之上集成
了感應(yīng)電容和參考電容，該感應(yīng)電容與參考電容
構(gòu)成橋式電路。
6.如權(quán)利要求3所述的一種MEMS電容式壓力
傳感器，其特征在于：該感應(yīng)電容包括一下極板，
一感應(yīng)薄膜層，位于下極板與感應(yīng)薄膜層之間的
壓力腔，以及覆蓋于感應(yīng)薄膜層上的密封層，該
感應(yīng)電容與參考電容的溫度參數(shù)一致。
7.一種MEMS電容式壓力傳感器的制造方法，
其特征在于：
S1：提供一襯底；及
S2：在襯底之上制作感應(yīng)電容與參考電...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：毛劍宏，金洪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海麗恒光微電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31
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