一种基于MEMS的电容式压力传感器的制作方法

技术特征：

1.一种基于mems的电容式压力传感器，其特征在于，包括：衬底，感压薄膜，固定下电极板，二氧化硅支撑层，悬臂上电级板，支撑柱、密封盖；结构包括有三部分，其中衬底，压力薄膜，固定下电极板为第一部分；第二部分为二氧化硅支撑层，第二部分直接生在在第一部分；第三部分为悬臂上电极板，支撑柱、密封盖；完整传感器结构通过键合而成；其中第三部分键合时其矩形电极板与固定下电极板位置相对应，从而悬臂梁正对圆形薄膜。

2.根据权利要求1所述基于mems的电容式压力传感器，其特征在于：衬底为矩形状硅晶体，通过微体加工技术形成圆形的感压薄膜；并且薄膜中心在衬底的三分之一处；然后再在衬底上溅射一层金属薄膜形成固定下电极。

3.根据权利要求1，2所述基于mems的电容式压力传感器，其特征在于：所描述的固定下电极其特征为金属薄膜溅射在衬底上，但在圆形感压薄膜处不溅射。

4.根据权利要求1所述基于mems的电容式压力传感器，其特征在于：所描述的二氧化硅支撑层为矩形边框，其边框内尺寸不小于圆形受压薄膜外切矩形的尺寸，使用cvd技术，直接沉积在第一部分的固定下电极上，作用为分隔上下电极板。

5.根据权利要求1所述基于mems的电容式压力传感器，其特征在于：所描述的第三部分中密封盖其特征为矩形壳体，其接触面内尺寸与二氧化硅支撑层接触面内尺寸一致。密封盖接触面上通过表面微加工工艺技术，制造出悬臂上电极板结构。

6.根据权利要求1,5所述基于mems的电容式压力传感器，其特征在于：所描述的悬臂上电极板其特征为悬臂梁与矩形板组合而成；在悬臂梁上沉积有支撑柱，支撑柱位置在传感器制作完成后将接触于圆形感压薄膜圆心处，作用是连接悬臂梁和感压薄膜；在悬臂梁上其悬臂梁根部处具有矩形小孔，其作用是减小悬臂梁的刚度；在悬臂上电极板结构上溅射有一层金属薄膜，作为悬臂上电极板。

7.根据权利要求1,5,6所述基于mems的电容式压力传感器，其特征在于：所描述的支撑柱其，直径小于悬臂梁的宽度，其高度为二氧化硅支撑层的高度，即无受压状态下悬臂梁与圆形感压薄膜的距离，使其支撑柱顶在圆形感压薄膜的圆心处，最终形成类似杠杆结构，当感压薄膜受压变形将通过支撑柱顶起悬臂梁，从而改变上下极板之间的距离，设悬臂上级板长度为l，支撑柱到支点距离为l，则薄膜受压后位移与悬臂上极板的位移之比为l/l，以此增加了极板之间的可变距离，使得传感器灵敏度增大。

技术总结
一种基于MEMS电容式压力传感器，其结构有三部分，包括：衬底，压力薄膜，固定下电极板，二氧化硅支撑层，悬臂上电级板，支撑柱、密封盖。其中衬底，感压薄膜，固定下电极板为第一部分；第二部分为二氧化硅支撑层；第三部分为悬臂上电极板，支撑柱、密封盖，完整传感器结构由这三部分通过键合而成。当感压薄膜受到外部压力时变形，通过支撑柱将悬臂梁向上顶，设悬臂上级板长度为L，支撑柱到支点距离为l，则薄膜受压后位移与悬臂上极板的位移之比为l/L，悬臂梁末端上电极板和固定下电极板之间间距放大，然后通过外部的软硬件测量出电容变化量，转化为压力值。本发明中通过支撑柱结构将悬臂梁末端的电极板将位移放大，增加了压力传感器灵敏度。

技术研发人员：黎业飞;柳秋敏;曹筱晗;王洋;贾尚嗣;闫泽文;王绍玲;黄钰器
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2019.07.12
技术公布日：2019.11.22