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MEMS是压力传感器生产工艺的总称,按原理可分为压阻型MEMS压力传感器和电容式压力传感器。而且材料的选择也有单晶硅和多晶硅两种。
1.1MEMS压阻压力传感器。
硅压阻压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片构成的惠斯顿电桥作为力电变换测量电路,其测量精度高、功耗低、成本低。在没有压力变化的情况下,惠斯顿电桥的压阻传感器输出为零,几乎不消耗电能。
周围固定有圆形应力杯硅膜膜内壁的MEMS硅压阻压力传感器利用MEMS技术,四个高精度的半导体应变片刻在其表面应力最大的位置,构成惠斯顿测量电桥。它是力电转换的测量电路,它把这一物理量直接转换为电量,测量精度可以达到0.01-0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构上下二层为玻璃体,中间为硅片,硅片中部为一应力杯,在硅片的上部有一真空腔,为一典型的绝压压力传感器。在真空腔室中,应力硅薄膜通过光刻作用,形成图2型电阻应变片电桥电路。由于外部压力通过引压腔进入感应器应力杯内,应力硅薄膜由于受到外力的作用,会产生轻微向上鼓起,产生弹性变形,四个电阻因此而产生电阻变化,破坏了惠斯顿电桥原电路平衡,使电桥输出压力成正比的电压信号。
1.2MEMS电容式压力传感器。
由上、下两个横隔栅构成电容式压力传感器,采用MEMS技术,在硅晶圆表面形成一组电容式压力传感器,上横隔栅受压力作用下移,改变上、下两个横隔栅的间距,从而改变板间电容量的大小。