[實用新型]一種應用于電子終端產品的電容式MEMS壓力傳感器

有效

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• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN213364087U
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 王志
• 申請（專利權）人: 路溱微電子技術（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14
• 代理公司: 蘇州尚為知識產權代理事務所(普通合伙) 32483
• 代理人: 李鳳嬌

本實用新型涉及一種應用于電子終端產品的電容式MEMS壓力傳感器，由若干電容單元陣列形成，所述電容單元包括由下至上依次設置的基底、在基底上重摻雜形成的下極板、氧化硅層、以及采用CMOS薄膜形成的上極板；所述氧化硅層作為犧牲層，形成上極板與下極板之間的電容間隙；所述CMOS薄膜包括下多晶硅層及上多晶硅層，所述下多晶硅層上設置有若干犧牲層釋放孔，所述上多晶硅層使電容間隙形成真空密封；本實用新型采用若干電容單元陣列形成，使得每個電容單元的尺寸可以減少，CMOS薄膜的厚度以及電容間隙相對于傳統的結構尺寸可以減小，從而使得本實用新型的電容式MEMS壓力傳感器靈敏度高、溫度影響小、抗壓性能好、以及噪音低等優(yōu)點，非常適合于高性能的應用。

技術領域

本實用新型涉及傳感器技術領域，特別涉及一種應用于電子終端產品的電容式MEMS壓力傳感器。

背景技術

隨著消費電子產業(yè)的發(fā)展，越來越多的微機電系統(MEMS)傳感器被集成到智能手機、智能家居、智能可穿戴產品、無人飛行器等智能終端產品中，被用于改善提升應用體驗、增強設備性能。物聯網(IOT)時代的到來，更使體積小、性能優(yōu)越、功耗低的MEMS傳感器找到了更廣闊的應用場景。

目前市場上主流的MEMS壓力傳感器主要采用壓阻式、電容式、諧振式技術，其主要原理如下：

(1)壓阻式：技利用晶體硅刻蝕技術、晶圓鍵合技術、離子摻雜及薄膜金屬化等技術，形成一個用硅薄膜密封的真空腔體作為絕對壓力的參考腔，并在硅薄膜上用離子注入的方法形成由四組位于薄膜邊緣的擴散電阻組成的信號檢測惠斯通電橋。當氣壓發(fā)生變化時，硅薄膜發(fā)生形變，其邊緣的的擴散電阻由于壓阻效應感受到應力的變化，從而通過惠斯通電橋檢測出電壓的變化，該變化與氣壓的變化成正比，從而檢測氣壓變化。

(2)電容式：淀積在膜片下表面上的金屬層形成電容器的活動電極，另一電極淀積在硅襯底表面上，二者構成平行板式電容器，當膜片感受壓力作用發(fā)生彎曲時，電容器的極板間距發(fā)生變化，從而引起電容量的變化，該變化量與被測壓力相對應。

(3)諧振式：基于膜片或梁的諧振頻率隨被測壓力變化而改變的原理來實現壓力測量，硅膜片或梁由靜電或其它方法激勵而產生諧振動，諧振頻率為f，當膜片或梁受被測壓力直接(間接)作用時，剛度發(fā)生改變，從而導致諧振頻率的變化Δf，該變化量與被測壓力相對應。

基于電容式壓力傳感器相較于傳統的壓阻式壓力傳感器以及諧振式壓力傳感器的靈敏度高、功耗低、穩(wěn)定性強的特性，其更能滿足應用需求，但是針對目前市場上對壓力傳感器的靈敏度、環(huán)境適應性、抗壓性能、噪音要求的不斷提高，現有技術中的電容式壓力傳感器仍具有巨大的上升空間，因此本實用新型研制了一種應用于電子終端產品的電容式MEMS壓力傳感器，以解決現有技術中存在的問題，經檢索，未發(fā)現與本實用新型相同或相似的技術方案。

實用新型內容

本實用新型目的是：提供一種應用于電子終端產品的電容式MEMS壓力傳感器，以解決現有技術中壓力傳感器的靈敏度、環(huán)境適應性、抗壓性能、噪音要求相對較差的問題。

本實用新型的技術方案是：一種應用于電子終端產品的電容式MEMS壓力傳感器，由若干電容單元陣列形成，所述電容單元包括由下至上依次設置的基底、在基底上重摻雜形成的下極板、氧化硅層、以及采用CMOS薄膜形成的上極板；所述氧化硅層作為犧牲層，形成上極板與下極板之間的電容間隙；所述CMOS薄膜包括下多晶硅層、以及在下多晶硅層上淀積形成的上多晶硅層，所述下多晶硅層上設置有若干犧牲層釋放孔，所述上多晶硅層使電容間隙形成真空密封；所述下極板及上極板上還通過引線連接有焊盤。

優(yōu)選的，所述上極板端部上端及氧化硅層上端還淀積形成有保護層，所述保護層采用多晶硅、氧化硅、氮化硅或其組合制成。

優(yōu)選的，所述下極板由P型重摻雜區(qū)域構成，其摻雜濃度為2*10¹⁸/cm³～10¹⁹/cm³。