[發明專利]電容式壓力傳感器及壓力測量電路

在審

• 申請號: 201710428611.X
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN108362407A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 霍紅穎;湛邵斌;胡濤;盧鑫;陳三風
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業技術學院;湛邵斌
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 官建紅

本發明適用于傳感器技術領域，提供了一種電容式壓力傳感器及壓力測量電路，電容式壓力傳感器包括：設有一空腔的襯底、可動薄膜和叉指電容；可動薄膜設置在襯底的空腔的上部，可動薄膜與襯底固定連接；叉指電容包括固定電極和可動電極，固定電極設置在襯底上，可動電極設置可動薄膜上，固定電極與可動電極交叉且位于同一平面上。由于叉指電容的可動電極直接設置在可動薄膜上，當可動薄膜受到外界壓力發生形變時，會使得可動電極的發生較大的形變量，造成可動電極相對于固定電極發生較大的位移，導致叉指電容的電容值發生較大變化，能夠有效提高電容式壓力傳感器的測量靈敏度。

技術領域

本發明屬于MEMS技術領域，尤其涉及一種MEMS電容式壓力傳感器及壓力測量電路。

背景技術

目前，MEMS壓力傳感器已廣泛應用于各種工業領域中。傳統的MEMS壓力傳感器中壓阻式壓力傳感器應用最為廣泛。壓阻式壓力傳感器的空腔上方為可動敏感薄膜，可動敏感薄膜直接與錨區連接，壓阻條位于可動敏感薄膜的四周邊緣中心處。當可動敏感薄膜收到壓力作用時，向下彎曲，使得壓阻條電阻發生變化，從而測量壓力的變化。但是由于壓阻式壓力傳感器的可動敏感薄膜與錨區完全連接，可動敏感薄膜受到錨區的拉力，應力分散，造成壓阻條電阻變化有限，傳感器的靈敏度較低。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種電容式壓力傳感器及壓力測量電路，該傳感器靈敏度較高解決現有技術中壓阻式壓力傳感器的可動敏感薄膜直接與錨區完全連接，可動敏感薄膜受到錨區的拉力，應力分散，造成壓阻條電阻變化有限，傳感器的靈敏度較低的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種電容式壓力傳感器，包括：設有一空腔的襯底、可動薄膜和叉指電容；

所述可動薄膜設置在所述襯底的空腔的上部，所述可動薄膜與所述襯底固定連接；

所述叉指電容包括固定電極和可動電極，所述固定電極設置在所述襯底上，所述可動電極設置所述可動薄膜上。

進一步地，所述固定電極包括第一連接端以及與所述第一連接端一體成型的若干固定叉指，所述第一連接端與所述襯底固定連接。

進一步地，所述可動電極包括第二連接端以及與所述第二連接端一體成型的若干可動叉指，所述第二連接端與所述可動薄膜固定連接。

進一步地，所述空腔的形狀為立方體或圓柱體。

進一步地，所述空腔的截面形狀為梯形，且梯形的上底邊長大于下底邊長。

進一步地，所述固定電極的第一連接端與所述襯底連接部分設有絕緣層。

進一步地，所述襯底和所述可動薄膜的材料均為半導體材料。

本發明實施例的第二方面提供一種壓力測量電路，包括上述的電容式壓力傳感器，以及電源模塊和電感器；所述電容式壓力傳感器的叉指電容的一端與所述電感器的一端電連接，所述電源模塊分別與所述叉指電容的另一端和所述電感器的另一端電連接。

本發明實施例與現有技術相比存在的有益效果是：本發明實施例提供的電容式壓力傳感器及壓力測量電路，包括：設有一空腔的襯底、可動薄膜和叉指電容；可動薄膜設置在襯底的空腔的上部，可動薄膜與襯底固定連接；叉指電容包括固定電極和可動電極，固定電極設置在襯底上，可動電極設置可動薄膜上，固定電極與可動電極交叉且位于同一平面上。由于叉指電容的可動電極直接設置在可動薄膜上，當可動薄膜受到外界壓力發生形變時，會使得可動電極的發生較大的形變量，造成可動電極相對于固定電極發生較大的位移，導致叉指電容的的電容值發生較大變化，能夠有效提高電容式壓力傳感器的測量靈敏度。

附圖說明