一种微压传感器芯片的制作方法

本申请涉及传感器领域，尤其涉及一种微压传感器芯片。

背景技术：

1、微机电系统(micro electro mechanical system，mems)是一个独立的智能系统，mems集微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路于一体。mems器件应用微加工技术，可批量生产，mems器件在尺寸上为毫米量级乃至更小的微米，甚至到纳米量级。

2、随着mems技术的发展，mems压力传感器日趋成熟，凭借其高灵敏度、高精度、低功耗、低成本等优势，占领了压力传感器的大部分市场。压力传感器作为传感器的主要分支已广泛应用于工业、医疗、石油化工及国防等各个领域。mems压力传感器根据测量原理可以分为电容式、压阻式和谐振式，其中，电容式压力传感器灵敏度高、温漂小，但其输入阻抗大，易受寄生电容的影响，对于周围环境的干扰较敏感；谐振式压力传感器的制作工艺复杂，成品率低；压阻式压力传感器虽易受温度影响，但可通过电路等进行补偿，且压阻式压力传感器因其具有灵敏度高、成本低、响应速度快、可靠性好、易于集成等优点被广泛应用。

3、mems压阻式压力传感器根据硅的压阻特性，通过在硅衬底上形成薄膜压敏电阻，将压敏电阻连接成惠斯通电桥，当传感器受压力时，电阻发生变化，通过检测电路就可得到正比于压力变化的电信号输出。压敏电阻条常布置在应力膜边缘的应力集中区域，随着传感器应力膜的减薄，传感器灵敏度增大，与此同时，传感器的挠度变大，其非线性也逐渐增大，这加大了信号处理的难度。为提高传感器灵敏度输出改进非线性，出现了很多新的敏感膜片结构，包括双岛结构、e形杯结构、梁膜结构等，这些结构能在一定程度上解决输出灵敏度和线性度的矛盾。然而，从理论知识到批量生产仍旧需要很长时间，目前仍未出现1kpa以下硅压阻微压传感器批量制造的报导。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种微压传感器芯片。

2、第一方面，本申请提供了一种微压传感器芯片，包括：压敏电阻、铝电极、中间硅层、硅凸台、埋氧层和玻璃，其中，所述压敏电阻设置于所述中间硅层顶面，所述铝电极与所述压敏电阻连接，所述埋氧层设置于所述中间硅层底面，所述硅凸台设置于所述埋氧层底面，所述玻璃与所述中间硅层连接。

3、优选地，所述中间硅层上设置有四个所述压敏电阻。

4、优选地，每个所述压敏电阻均对应连接有一个铝电极。

5、优选地，所述压敏电阻通过导带引出至所述铝电极。

6、优选地，所述中间硅层上设置有凹槽。

7、优选地，所述凹槽与所述压敏电阻相邻。

8、优选地，所述凹槽位于四个所述压敏电阻之间。

9、优选地，所述埋氧层和所述玻璃之间形成空腔。

10、优选地，四个所述压敏电阻连接构成惠斯通电桥。

11、优选地，所述凹槽呈l字型。

12、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

13、本申请实施例提供的一种微压传感器芯片中梁膜和槽膜相结合的结构更有利于应力集中，对比同尺寸的平膜结构，其满量程输出增大了5倍左右；增加背部凸台可在大压力情况下起到限位作用，具有很好的抗过载能力，同时降低了芯片非线性，从4.9％fs降至0.3％fs；可实现对微小压力的测量并保证一定的灵敏度输出，具有灵敏度大、线性度好、过载能力强、便于批量化生产等优点。

技术特征：

1.一种微压传感器芯片，其特征在于，包括：压敏电阻、铝电极、中间硅层、硅凸台、埋氧层和玻璃，其中，所述压敏电阻设置于所述中间硅层顶面，所述铝电极与所述压敏电阻连接，所述埋氧层设置于所述中间硅层底面，所述硅凸台设置于所述埋氧层底面，所述玻璃与所述中间硅层连接。

2.根据权利要求1所述的微压传感器芯片，其特征在于，所述中间硅层上设置有四个所述压敏电阻。

3.根据权利要求2所述的微压传感器芯片，其特征在于，每个所述压敏电阻均对应连接有一个铝电极。

4.根据权利要求2所述的微压传感器芯片，其特征在于，所述压敏电阻通过导带引出至所述铝电极。

5.根据权利要求2所述的微压传感器芯片，其特征在于，所述中间硅层上设置有凹槽。

6.根据权利要求5所述的微压传感器芯片，其特征在于，所述凹槽与所述压敏电阻相邻。

7.根据权利要求6所述的微压传感器芯片，其特征在于，所述凹槽位于四个所述压敏电阻之间。

8.根据权利要求1所述的微压传感器芯片，其特征在于，所述埋氧层和所述玻璃之间形成空腔。

9.根据权利要求2所述的微压传感器芯片，其特征在于，四个所述压敏电阻连接构成惠斯通电桥。

10.根据权利要求5所述的微压传感器芯片，其特征在于，所述凹槽呈l字型。

技术总结本申请属于传感器领域，涉及一种微压传感器芯片，包括：压敏电阻、铝电极、中间硅层、硅凸台、埋氧层和玻璃，其中，所述压敏电阻设置于所述中间硅层顶面，所述铝电极与所述压敏电阻连接，所述埋氧层设置于所述中间硅层底面，所述硅凸台设置于所述埋氧层底面，所述玻璃与所述中间硅层连接。本申请提供的一种微压传感器芯片中梁膜和槽膜相结合的结构更有利于应力集中，对比同尺寸的平膜结构，增加背部凸台可在大压力情况下起到限位作用，具有很好的抗过载能力，同时降低了芯片非线性，可实现对微小压力的测量并保证一定的灵敏度输出，具有灵敏度大、线性度好、过载能力强、便于批量化生产等优点。技术研发人员：李美朴,申建武,王淞立,赵虎,薛海妮,刘小飞受保护的技术使用者：西安思微传感科技有限公司技术研发日：20240111技术公布日：2024/11/21