[發明專利]一種MEMS壓阻傳感器的內建自測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202010123778.7
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111238698B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 朱曼紅;李佳;王瑋冰;陳大鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L9/04;G01L25/00;G01L27/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌

本申請公開了一種MEMS壓阻傳感器的內建自測試裝置及自測試方法，所述MEMS壓阻傳感器的內建自測試裝置在對MEMS壓阻傳感器進行測試時，無需對MEMS壓阻傳感器施加物理激勵即可實現傳感器靈敏度的測量與計算，簡化了MEMS壓阻傳感器的測試過程，提高了生產效率；并且同樣由于MEMS壓阻傳感器的內建自測試裝置無需借助片外設備對MEMS壓阻傳感器施加物理激勵，實現了在測試過程中無需片外設備的目的，降低了測試成本以及生產成本。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，更具體地說，涉及一種MEMS壓阻傳感器的內建自測試裝置及測試方法。

背景技術

MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System)技術是在微電子制造工藝基礎上吸收融合其它加工工藝技術逐漸發展起來的，是指采用微機械加工技術，可以批量制作的、集微型傳感器、微型機構、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口、通訊等于一體的微型器件或微型系統。

MEMS壓阻式壓力傳感器(Piezoresistive Pressure Sensor，簡稱MEMS壓阻傳感器)的彈性膜片受到壓力作用時，膜片上的力敏電阻阻值發生變化，通過測量電路，可以得到與壓力成線性關系的電壓輸出或者電流輸出；電容式壓力傳感器將壓力的變化量轉換成相應的電容量變化，通過檢測電路，可把電容量的變化轉換為頻率、電流、電壓等電信號輸出；硅諧振式壓力傳感器利用膜片或梁的諧振頻率將外界壓力值轉化為電信號。

MEMS壓阻傳感器在制備工藝完成后通常需要對其傳感靈敏度進行測試，以確定MEMS壓阻傳感器的功能是否正常，但是傳統的MEMS壓阻傳感器的測試通常是通過施加物理激勵(即施加力F)來改變MEMS壓阻傳感器的電阻測量值，從而獲得在施加物理激勵前后的MEMS壓阻傳感器的阻值變化量，進而根據物理激勵的大小和阻值變化量的關系獲得其傳感靈敏度，但該方法操作較為復雜，導致整個過程耗時耗力，降低了生產效率，同時利用片外高精度的測試設備產生的高昂的測試費用進一步加大了產品的生產成本。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請提供了一種MEMS壓阻傳感器的內建自測試裝置及自測試方法，以實現簡化MEMS壓阻傳感器的測試過程，提高生產效率的目的，同時實現在測試過程中無需片外設備的目的，降低測試成本以及生產成本。

為實現上述技術目的，本申請實施例提供了如下技術方案：

一種MEMS壓阻傳感器的內建自測試裝置，用于測試MEMS壓阻傳感器的傳感靈敏度，所述MEMS壓阻傳感器包括：敏感薄膜、保護層和壓敏電阻，所述MEMS壓阻傳感器的內建自測試裝置包括：加熱模塊、溫度測量模塊、第一數據處理模塊和第二數據處理模塊；其中，

所述加熱模塊設置于所述保護層背離所述敏感薄膜一側，用于在接收到加熱信號時對所述敏感薄膜和所述保護層進行加熱；

所述溫度測量模塊，用于測量所述MEMS壓阻傳感器所處環境的當前溫度，并將所述當前溫度通過所述第一數據處理模塊轉換后傳輸給所述第二數據處理模塊；

所述第二數據處理模塊，用于通過所述第一數據處理模塊為所述加熱模塊提供所述加熱信號，和根據所述溫度測量模塊傳輸的所述當前溫度，計算所述壓敏電阻在所述加熱模塊加熱前后的電阻變化值，并根據所述電阻變化值，以及所述MEMS壓阻傳感器在所述加熱模塊加熱前后測量直接獲取的壓敏電阻變化值，計算得到所述壓敏電阻的測量電阻值，所述測量電阻值為所述保護層和所述敏感薄膜由于所述加熱模塊加熱導致的形變導致的壓敏電阻的阻值變化量，根據所述壓敏電阻的測量電阻值和所述當前溫度變化值，計算所述MEMS壓阻傳感器的靈敏度值。

可選的，所述第二數據處理模塊，還用于判斷所述MEMS壓阻傳感器的靈敏度值是否為零，如果是，則判定所述MEMS壓阻傳感器未通過測試；