[发明专利]压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及传感器，具体涉及一种微机电系统MEMS技术的压力传感器。 

背景技术

压力传感器的应用范围非常广泛，包括石化、液压、食品、医药、机械、采矿、电器以及医疗仪器等，几乎遍及各行各业。 

目前，压力传感器通过由做在硅膜上的由应力引起电阻阻值变化的压力敏感元件。该传感器在工作温度升高时，硅膜的压阻系数降低，从而导致在相同压力下器件的输出信号降低（也即是器件的灵敏度下降）。例如：如图1（a）所示的P型硅的压阻系数随着掺杂浓度和温度的变化趋势图，图1（b）所示的N型硅的压阻系数随着掺杂浓度和温度的变化趋势图。籍此，表明该类压力传感器存在温度特性，尤其对于一些高要求应用场合（例如：高温高压等特殊场合），特别要求压力传感器的这种温度特性很小，甚至没有。 

有鉴于此，有必要提出一种改善压力传感器的温度特性灵敏度的新型压力传感器。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种可改善温度特性灵敏度的压力传感器。 

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供如下技术方案： 

一种压力传感器包括硅杯、压敏电阻、绝缘层和金属膜；其中，所述硅杯包括位于该硅杯上部的感压膜和位于该硅杯侧边的支撑架；所述压敏电阻位于该硅杯的感压膜边界内；所述绝缘层覆盖于所述硅杯上表面；所述金属膜位于所述感压膜上方。

按照本发明一实施例，其中，所述金属膜是圆形或多边形。 

进一步地，所述金属膜是矩形。 

按照本发明一实施例，其中，所述金属膜的材料选自Al、Au、Ti、Cu中的一种或多种。 

按照本发明一实施例，其中，所述金属膜设置于所述绝缘层之上，由所述绝缘层将其与所述感压膜隔开。 

按照本发明一实施例，其中，所述绝缘层的材料为二氧化硅或氮化硅。 

按照本发明一实施例，其中，所述压敏电阻介于所述感压膜与所述绝缘层之间，由位于其两端的电阻引出端引出。 

按照本发明一实施例，其中，所述硅杯还设有衬底引出端，该衬底引出端位于所述硅杯的支撑架上方。 

按照本发明一实施例，其中，所述压力传感器还包括与所述硅杯下方通过键合封接工艺连接在一起的密封片。 

进一步地，所述密封片材料为玻璃片或单晶硅片。 

本发明的技术效果是，该压力传感器利用金属具有热胀冷缩的特性，在感压膜上方放置金属膜，通过金属膜在温度升高时变长，迫使硅杯上感压膜发生更大变形来抵消或减少因使用温度升高使传感器输出信号减小的问题。改善压力传感器的因使用温度的升高而使输出信号减小的技术问题。此外，本发明还在硅杯上设置衬底引出端，以有利于该压力传感器信号的输出效果。 

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。 

图1（a）是P型硅的压阻系数随着掺杂浓度和温度的变化趋势图。 

图1（b）是N型硅的压阻系数随着掺杂浓度和温度的变化趋势图。 

图2是本发明一实施例的压力传感器的俯视图。 

图3是图2在本发明一实施例的压力传感器的主视图。 

图4是图2在本发明一实施例中压力传感器的剖面图。 

具体实施方式

本发明以下结合附图和实施例作详细说明： 

图2是本发明一实施例的压力传感器的俯视图；图3是图2中压力传感器的主视图；图4是图2中压力传感器的剖面图。本实施例通过图2、图3和图4对压力传感器进行说明。本实施例的原理是：采用一种由做在感压膜上的由应力引起电阻阻值变化的压敏电阻以及利用了金属的热胀冷缩的特性来对压力传感器进行信号补偿，也就是通过传感器温度的升高，让金属膜变长，从而迫使硅杯上的感压膜发生更大的形变以使输出信号增加，这样也就能相互抵消或减少因温度升高造成的传感器输出信号减小。

如图2所示，本发明提供的压力传感器，主要由硅杯20、压敏电阻30、绝缘层40和金属膜50组成。