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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微机电机械系统,具体而言,本申请涉及一种压力传感器及其制备方法、芯片。
技术介绍
1、压力传感器是一种能够将压力信号转换为电信号的器件,可以分为压阻式、电容式、谐振式和压电式等四种主要类型。电容式压力传感器由于本身高灵敏度和低功耗等特点在消费电子领域应用逐渐广泛。
2、但是,目前的电容式压力传感器存在制造成本较高、制备过程较复杂或者产品容易失效的问题。
技术实现思路
1、本申请针对现有方式的缺点,提出一种压力传感器及其制备方法、芯片,用以解决现有电容式压力传感器存在制造成本较高、制备过程较复杂或者产品容易失效技术问题。
2、第一个方面,本申请实施例提供了一种压力传感器,包括:
3、测量电容,包括层叠的第一基底和第二基底,所述第一基底和所述第二基底围合形成真空的第一腔室;所述第一基底朝向所述第一腔室的一侧包括第一测量极板,所述第二基底朝向所述第一腔室的一侧包括第二测量极板,所述测量电容的电容量随外界气压变化;
4、参考电容,包括层叠的第三基底和第四基底,所述第三基底和所述第四基底围合形成第二腔室;所述第三基底朝向所述第二腔室的一侧包括第一参考极板,所述第四基底朝向所述第二腔室的一侧包括第二参考极板,所述参考电容的电容量固定。
5、第二个方面,本申请实施例提供了一种芯片,包括第一个方面所述的压力传感器。
6、第三个方面,本申请实施例提供了一种压力传感器的制备方法,包括:
7、在第一基底的一侧制
8、在第一基底包括所述第一测量极板的一侧制备初始第二基底,在第三基底包括第一参考极板的一侧制备初始第四基底;
9、在所述初始第二基底的远离所述第一基底的一侧制备第一多孔结构,在所述初始第四基底远离所述第三基底的一侧制备第二多孔结构,对所述第一多孔结构和所述第二多孔结构进行退火,得到第二基底和第四基底,并使得所述第一基底和所述第二基底围合形成真空的第一腔室、以及所述第三基底和所述第四基底围合形成第二腔室;
10、在所述第二基底靠近所述第一腔室的一侧制备第二测量极板,在所述第四基底靠近所述第二腔室的一侧制备第二参考极板。
11、第四个方面,本申请实施例提供另一种压力传感器的制备方法,包括:
12、在第三基底的一侧制备第一参考极板;在所述第三基底包括所述第一参考极板的一侧制备初始第四基底;
13、在所述初始第四基底远离所述第三基底的一侧制备第一多孔结构;对所述第一多孔结构进行退火得到第四基底,并使得所述第三基底和所述第四基底围合形成第二腔室;
14、在所述第四基底靠近所述第二腔室的一侧制备第二参考极板;
15、在所述第二参考极板、所述第四基底远离所述第三基底的一侧制备第一基底,在所述第一基底的制备第一测量极板,在所述第一基底包括所述第一测量极板的一侧制备初始第二基底;
16、在所述初始第二基底远离所述第一基底的一侧制备第二多孔结构,对所述第二多孔结构进行退火得到第二基底,并使得所述第二基底和所述第一基底围合形成第一腔室;
17、在所述第二基底靠近所述第一腔室的一侧制备第二测量极板。
18、本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括:
19、第一腔室由第一基底和第二基底围合形成,具体地,第一腔室由至少部分的第一测量极板朝向第二测量极板的一侧、部分的第一基底靠近第二基底的一侧、第二基底中朝向第二测量极板的部分和第二测量极板靠近第一测量极板的一侧围合形成的。真空的第一腔室封闭形成于第二基底靠近第一基底的一侧,本申请在形成第一腔室的过程中无需在第一基底和第二基底之间额外设置牺牲层,也无需对第二测量极板进行挖孔释放牺牲层,能够有利于避免第一测量极板和第二测量极板发生粘连,从而保证压力传感器的使用性能;以及有利于节省工艺成本和简化制备工艺过程。
20、而且,压力传感器的电容值为测量电容的测量值减去参考电容的测量值,通过差分电容的设计能够降低或消除测量电容和参考电容本身的波动影响,从而能够提高压力传感器的测量精度,有利于提升压力传感器的性能。
21、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
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1.一种压力传感器,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,所述测量电容的每个膜层,与所述参考电容的每个膜层均同层设置;
3.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,所述第二腔室为真空腔室;
4.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,所述参考电容的所述第四基底中还开设有与所述第二腔室连通的第一进气孔;
5.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,所述第一基底与所述第三基底属于同一基底,所述第二基底与所述第四基底属于同一基底;
6.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,所述第一基底和所述第二基底的材料均为P型硅,所述第一测量极板、所述第二测量极板、所述第一参考极板和所述第二参考极板的材料均为N型硅;或者,所述第一基底和所述第二基底的材料均为N型硅,所述第一测量极板、所述第二测量极板、所述第一参考极板和所述第二参考极板的材料均为P型硅。
7.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,还包括应力隔离结构,所述应力隔离结构包括:
8.根据权利要求7所述的压
9.根据权利要求7所述的压力传感器,其特征在于,所述应力隔离结构还包括设置在所述第一基底远离所述第二基底一侧的第一牺牲结构和设置在所述第一牺牲结构远离所述第一基底一侧的第五基底;
10.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,还包括压力结构,所述压力结构包括:
11.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,沿平行于所述第一基底的第二方向,所述测量电容还包括相对设置的第一测量电极和第二测量电极,所述参考电容还包括相对设置的第一参考电极和第二参考电极;所述第一测量电极、所述第二测量电极、所述第一参考电极和所述第二参考电极分别与所述第一测量极板、所述第二测量极板、所述第一参考极板和所述第二参考极板电连接。
12.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,沿垂直于所述第一基底的第一方向,所述测量电容设置于所述参考电容的上方。
13.根据权利要求12所述的压力传感器,其特征在于,所述测量电容在所述第一基底上的正投影,落入于所述参考电容在所述第一基底上的正投影内。
14.一种芯片,其特征在于,包括:如上述权利要求1-13中任一所述的压力传感器。
15.一种基于权利要求1至11中任一所述的压力传感器的制备方法,其特征在于,包括:
16.一种基于权利要求12和13中任一所述压力传感器的制备方法,其特征在于,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种压力传感器,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,所述测量电容的每个膜层,与所述参考电容的每个膜层均同层设置;
3.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,所述第二腔室为真空腔室;
4.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,所述参考电容的所述第四基底中还开设有与所述第二腔室连通的第一进气孔;
5.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,所述第一基底与所述第三基底属于同一基底,所述第二基底与所述第四基底属于同一基底;
6.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,所述第一基底和所述第二基底的材料均为p型硅,所述第一测量极板、所述第二测量极板、所述第一参考极板和所述第二参考极板的材料均为n型硅;或者,所述第一基底和所述第二基底的材料均为n型硅,所述第一测量极板、所述第二测量极板、所述第一参考极板和所述第二参考极板的材料均为p型硅。
7.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,还包括应力隔离结构,所述应力隔离结构包括:
8.根据权利要求7所述的压力传感器,其特征在于,在平行于所述第一基底的平面内,所述垂直通孔呈u形,呈u形的所述垂直通孔,绕设在至少部分所述测量电容的外围。
9.根据权利要求7所述的压力传感器,...
【专利技术属性】
技术研发人员:李月,王立会,魏秋旭,郭伟龙,张韬楠,任艳飞,常文博,孙杰,何娜娜,杜国琛,吴少华,曲峰,丁丁,
申请(专利权)人:北京京东方传感技术有限公司,
类型:发明
国别省市:
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