[发明专利]包括基板的传感器

说明书

发明领域

本发明涉及一种传感器(如压力传感器)，该传感器包括基板，该基板上安排有多个测量电子器件，这些测量电子器件包括惠斯通电桥。

发明背景

基于压阻式MEMS传感器芯片的传感器(如压力传送器)是已知的。例如，US6,933,582披露了一种半导体传感器，该半导体传感器包括：p型半导体基板，该p型半导体基板具有安置在该基板的一个表面上的n型半导体层以及安置在该n型半导体层中的p型扩散电阻器。第一电压被施加到n型半导体层上，第二电压被施加到基板上，第三电压被施加到p型扩散电阻器上。该第一电压高于该第二和第三电压。因为形成了两个耗尽层，所以传感器确保稳定操作免遭漏电并且确保强噪声保护。

US5,681,997披露了一种多晶压力传感器，该多晶压力传感器是通过将多个多晶硅压敏电阻器沉积在多晶感测膜片上而形成。压敏电阻器以惠斯通电桥构形进行安排。在操作过程中，交流差分信号被施加到惠斯通电桥的输入端上。惠斯通电桥的输出端子之间的测量电压差用于检测电压敏电阻器中的不均衡，该不均衡与施加到传感器上的压力相对应。

发明描述

本发明的实施例的目标是提供一种以比现有技术传感器更可靠的方式操作的传感器。

本发明的实施例的进一步的目标是提供一种相对于现有技术传感器电磁干扰(EMI)效应被降低的传感器。

本发明的实施例的更进一步的目标是提供一种与现有技术传感器相比随着时间推移在高温下具有增加的稳定性的传感器。

根据第一方面，本发明提供了一种传感器，该传感器包括：

-一个n掺杂基板，

-多个测量电子器件，这些测量电子器件至少部分地被安排在该基板上，所述测量电子器件包括一个惠斯通电桥，

-一个场屏蔽，该场屏蔽被安排在该基板上，其方式为该场屏蔽覆盖该惠斯通电桥，

-一个电源，该电源被安排成用于将电压供应到该基板和这些测量电子器件上，其方式为：

-将一个准直流电压供应到该惠斯通电桥上，并且

-将一个直流电压供应到该基板上，所述直流电压的电平高于或等于所述供应到该惠斯通电桥上的准直流电压。

根据第二方面，本发明提供了一种传感器，该传感器包括：

-  一个p掺杂基板，

-  多个测量电子器件，这些测量电子器件至少部分地被安排在该基板上，所述测量电子器件包括一个惠斯通电桥，

-  一个场屏蔽，该场屏蔽被安排在基板上，其方式为该场屏蔽覆盖该惠斯通电桥，

-  一个电源，该电源被安排成用于将电压供应到该基板和这些测量电子器件上，其方式为：

-  将一个准直流电压供应到该惠斯通电桥上，并且

-  将一个直流电压供应到该基板上，所述直流电压的电平低于或等于所述供应到该惠斯通电桥上的准直流电压。

该传感器包括基板。根据本发明的第一方面，该基板是n掺杂基板；并且根据本发明的第二方面，该基板是p掺杂基板。该基板可以例如由半导体材料制成，如硅、锗、砷化镓、碳化硅等。

该传感器进一步包括多个测量电子器件，这些测量电子器件至少部分安排在该基板上。因此，所有测量电子器件可以被安排在该基板上。替代地，这些测量电子器件的某些零件或部件可以被安排在基板上，而这些测量电子器件的其他零件或部件可以被安排在传感器的其他部分上，和/或被安排在传感器的外部并且简单地连接到测量电子器件的安排在基板上的零件或部件上。

这些测量电子器件包括惠斯通电桥。该惠斯通电桥优选地被安排在基板上。该惠斯通电桥提供由传感器执行的实际测量。这将在以下进一步详细描述。

该传感器进一步包括一个场屏蔽，该场屏蔽被安排在基板上，其方式为该场屏蔽覆盖该惠斯通电桥。由此，场屏蔽为惠斯通电桥提供屏蔽以免受外部电磁场影响，这些外部电磁场可能潜在地干扰借助惠斯通电桥执行的测量。场屏蔽优选地由如铝等金属制成。

最后，该传感器包括一个电源，该电源被安排成用于将电压供应到该基板和这些测量电子器件上，具体地供应到惠斯通电桥上。

该电源将准直流电压供应到惠斯通电桥上。在本上下文中，术语‘准直流电压’应当被解释成是指电压信号，该电压信号在高电压电平和低电压电平之间交替地切换，其方式为当将低电压电平供应到惠斯通电桥的一个节点上时，将高电压电平供应到惠斯通电桥的另一个节点上，并且反之亦然。以特定的时间间隔，反转电压电平，这样使得供应到一个节点上的电压电平从高电平切换至低电平，而供应到另一节点上的电压电平从低电平切换至高电平等。