[發明專利]具有多平行環形惠斯通電橋的壓力傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202010645406.0
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111855038A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 李維平;蘭之康;李曉波
• 申請（專利權）人: 南京高華科技股份有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L9/00
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

本公開提供一種具有多平行環形惠斯通電橋的壓力傳感器及其制備方法。壓力傳感器包括襯底、壓力敏感單元、絕緣鈍化層、導線層以及刻蝕停止層，壓力敏感單元包括應力敏感膜、多個壓敏電阻以及多根引線，襯底沿其厚度方向的第一表面設置有空腔，第一表面上設置有刻蝕停止層；應力敏感膜設置在刻蝕停止層上，多個壓敏電阻設置在應力敏感膜背離襯底的一側，多個壓敏電阻平行間隔設置，通過多根引線電連接形成多平行環形惠斯通電橋；絕緣鈍化層設置在壓力敏感單元背離襯底的一側，絕緣鈍化層上設置有貫穿其厚度的多個金屬化過孔；導線層設置在絕緣鈍化層背離襯底的一側，通過金屬化過孔與對應的引線電連接?？梢杂行岣咂骷木€性度和靈敏度。

技術領域

本公開屬于壓力傳感器技術領域，具體涉及一種具有多平行環形惠斯通電橋的壓力傳感器以及一種具有多平行環形惠斯通電橋的壓力傳感器的制備方法。

背景技術

傳統地，壓力傳感器包括硅襯底以及設置在所述硅襯底上的應力敏感膜和四個壓敏電阻等結構，四個壓敏電阻通過引線相互電連接形成惠斯通電橋結構，在該惠斯通電橋結構中，四個壓敏電阻組成一個方形。

但是，經過本公開的發明人多次試驗研究，發現方形惠斯通電橋的線性度和靈敏度均有待提高。

此外，傳統地壓力傳感器并沒有在壓敏電阻周圍設置隔離結構，這導致器件存在漏電的可能性，會增大器件溫漂效應，降低器件可靠性。

此外，在傳統的壓力傳感器中，在惠斯通電橋結構上下沒有設置屏蔽結構，這將導致惠斯通電橋結構上下兩側并不處于同一電位，這容易引起靜電和電磁干擾，導致器件可靠性降低。

發明內容

本公開旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種具有多平行環形惠斯通電橋的壓力傳感器以及一種具有多平行環形惠斯通電橋的壓力傳感器的制備方法。

本公開的一方面，提供一種具有多平行環形惠斯通電橋的壓力傳感器，所述壓力傳感器包括襯底、壓力敏感單元、絕緣鈍化層、導線層以及刻蝕停止層，所述壓力敏感單元包括應力敏感膜、多個壓敏電阻以及多根引線；其中，

所述襯底沿其厚度方向的第一表面設置有空腔，所述第一表面上設置有所述刻蝕停止層；

所述應力敏感膜設置在所述刻蝕停止層上，所述多個壓敏電阻設置在所述應力敏感膜背離所述襯底的一側，并且，所述多個壓敏電阻平行間隔設置，所述多個壓敏電阻通過所述多根引線電連接形成多平行環形惠斯通電橋；

所述絕緣鈍化層設置在所述壓力敏感單元背離所述襯底的一側，所述絕緣鈍化層上設置有貫穿其厚度的多個金屬化過孔；

所述導線層設置在所述絕緣鈍化層背離所述襯底的一側，所述導線層通過所述金屬化過孔與對應的所述引線電連接。

在可選地一些實施方式中，所述多平行環形惠斯通電橋包括平行間隔設置的兩個環形橋臂，分別為第一環形橋臂和第二環形橋臂；所述壓力敏感單元包括四個壓敏電阻以及四根引線，分別為第一壓敏電阻、第二壓敏電阻、第三壓敏電阻、第四壓敏電阻、第一引線、第二引線、第三引線以及第四引線；其中，

所述第一壓敏電阻與所述第三壓敏電阻平行間隔設置，且所述第一壓敏電阻與所述第三壓敏電阻通過所述第一引線和所述第二引線電連接形成所述第一環形橋臂；

所述第二壓敏電阻與所述第四壓敏電阻平行間隔設置，且所述第二壓敏電阻與所述第四壓敏電阻通過所述第三引線和所述第四引線電連接形成所述第二環形橋臂。

在可選地一些實施方式中，同一個環形橋臂內兩個壓敏電阻之間的間距范圍為10um～1000um，相鄰兩個環形橋臂間相鄰兩個壓敏電阻之間的間距范圍為10um～50um；和/或，

所述壓敏電阻的長度范圍為50um～1500um，所述壓敏電阻的寬度范圍為2um～200um。