[发明专利]电容式压力传感器及其制备方法、压力测量装置

说明书

本发明公开了一种电容式压力传感器，适用于传感器领域，包括衬底和盖板，衬底包括顶层、底层和绝缘层，底层的下表面上开设有凹槽，盖板罩盖凹槽，以使凹槽形成真空空腔，以及，使凹槽的槽底形成压敏薄膜，顶层上开设有可动叉指电容和固定叉指电容，其相互交错等距离排列，可动叉指电容通过位于其正下方的绝缘层贴合压敏薄膜，固定叉指电容正下方的绝缘层悬空位于底层和固定叉指电容之间。本发明实施例还公开了一种电容式压力传感器的制备方法、压力测量装置，当压敏薄膜受力发生形变时，可使可动叉指电容相对于固定叉指电容之间的正对面积的改变，进而电容值发生改变，具有良好的线性输出，同时，真空密封性好，可避免真空空腔内电极的引出。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电容式压力传感器及其制备方法、压力测量装置。

背景技术

随着传感器产业的发展，基于微电机系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术的传感器成为传感器行业发展的一个最重要分支。MEMS是一项用于批量制作微型结构、微传感器、微执行器、微系统以及它们的信号处理电路等的半导体技术。

基于MEMS技术的压力传感器在工业生产、医疗卫生、环境监测以及科学研究等众多领域有着广泛的应用。其中，电容式压力传感器是MEMS压力传感器的一种主要类型，其根本原理是将压力变化转换为电容变化。根据电容量公式，电容式压力传感器可以分为变间距式、变面积式和变介质式三种类型。由于实现方便，变间距式的电容式压力传感器最为常见。然而，一方面，变间距式的电容式压力传感器线性度较差，另一方面，真空密封性差，真空腔内电极易引出。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电容式压力传感器及其制备方法、压力测量装置，旨在解决现有技术中电容式压力传感器线性度较差和真空密封性差，真空腔内电极易引出的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种电容式压力传感器，包括：

衬底10和盖板20；

衬底10包括顶层101、底层102和绝缘层103，绝缘层103位于顶层101 和所述底层102之间；

底层102的下表面上开设有凹槽，盖板20罩盖所述凹槽，以使所述凹槽形成真空空腔1021，以及，使所述凹槽的槽底形成压敏薄膜1022；

顶层101上开设有至少一个可动叉指电容1011和至少一个固定叉指电容 1012，可动叉指电容1011和固定叉指电容1012相互交错等距离排列，位于压敏薄膜1022的正上方；

可动叉指电容1011通过位于其正下方的绝缘层103贴合压敏薄膜1022，以便于可动叉指电容1011跟随压敏薄膜1022振动；

固定叉指电容1012正下方的绝缘层103，悬空位于底层102和固定叉指电容1012之间，以防止固定叉指电容1012跟随压敏薄膜1022振动。

本发明实施例第二方面提供一种电容式压力传感器的制备方法，包括：

按照第一预设掩模图形，刻蚀底层的下表面，在所述底层的下表面上形成形状为所述第一预设掩模图形的凹槽，所述凹槽的槽底形成压敏薄膜；

按照第二预设掩模图形，刻蚀顶层，在所述顶层上形成形状为所述第二预设掩模图形的叉指电容，所述叉指电容包括至少一个可动叉指电容和至少一个固定叉指电容；

将所述可动叉指电容通过位于其正下方的绝缘层贴合所述压敏薄膜，以及，将所述固定叉指电容正下方的绝缘层，悬空设置于所述底层和所述固定叉指电容之间。

本发明实施例第三方面提供一压力测量装置，包括本发明实施例第一方面所述的电容式压力传感器。