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MEMS压力传感器是发展最早、市场占有率极大的微型传感器,因具有尺寸小、响应快、结构简单、输出信号易处理等优点已被广泛应用于交通、过程控制、医疗等各行各业。现阶段MEMS技术日渐成熟,小量程压阻式压力传感器发展迅速。为了提高小量程压力传感器的灵敏度,通常减小感压膜片的厚度、增大膜片面积,使感压膜片受到压力作用时能够产生较大的形变从而提高传感器的灵敏度,但这容易导致传感器产生非线性输出。另外,小量程传感器在使用和保存过程中很容易发生过载损坏,这对小量程压力传感器的过载能力提出了更高要求。针对小量程MEMS压力传感器存在提高灵敏度与降低非线性相互制约的问题,基于板壳理论,对小量程压力敏感结构进行了仿真分析,给出了兼顾这两个相互制约技术指标的设计方法。基于SOI技术设计了压阻式小量程压力敏感结构,通过优化结构尺寸,使传感器在量程范围内具有良好的线性度。并利用多晶硅薄膜抗拉强度的尺寸效应,研究了传感器的过载能力,通过调整压力敏感结构的腔体高度,使感压膜片断裂前与衬底适当接触,依靠衬底的支撑作用,有效提高了传感器的过载能力。本课题所设计的压力传感器量程为5KPa,根据膜片尺寸和灵敏度之间的关系,并结合敏感芯片的线性度确定了感压膜片的长宽,弹性膜片的宽度为300?m,长度为600?m。通过线性静力分析,确定了应变电阻的具体布局,结合灵敏度要求将膜片厚度设计为2.5?m。使用有限元软件进行非线性接触分析给出腔体高度的确定方法,腔体高度设计为5?m。1mA恒流源供电下,所设计的小量程压力敏感芯片的灵敏度为8.638mV/KPa,满量程压力作用下,输出电压为43.2mV,过载能力为1MPa。本课题基于MEMS技术设计了压阻式小量程压力传感器,通过优化设计传感器的结构尺寸,合理布局应变电阻等,提高了小量程压力敏感芯片的分辨率和灵敏度以及抗过载能力。此外,对工艺中的关键技术进行了分析总结,基于直接键合技术和SOI技术,给出了压力敏感芯片相关的工艺流程和对应的版图设计,为传感器的生产制造提供了设计方案。