当前课程知识点：微机电系统技术及应用 > 微压阻式压力传感器 > 一个实例及压力传感器封装问题 > 一个实例及压力传感器封装问题
这里我们举一个
基于半导体压阻效应的硅微压力传感器的例子
这是MEMS发展历史上非常重要的一个器件
这个器件使得半导体压阻效应
和硅的各向异性湿法腐蚀工艺
第一次得到了实际应用
它的膜片和应变器的设计就是刚才我们所讲的
这里我们主要来看一下这个器件具体是怎么实现的
它用的是p型 (100)硅片
在其中一面生长几个微米的n型外延层
在n型表面通过p型掺杂形成四个应变器
应变器的位置和方向依照前面的设计
再用剥离法制备出电桥中的金属导路和电极
在没有n掺杂层的另一面进行光刻
得到四边沿[110]方向的正方形腐蚀窗口
采用电化学腐蚀自停止技术
在n外延层与腐蚀液之间加电压
n外延层为阳极
当腐蚀到n外延层时自动停止
腐蚀出侧壁为(111)晶面的深坑
其底面为四边沿 [110]方向的正方形n型单晶硅膜片
在玻璃基片上加工出圆形通气孔
和加工好的硅片进行硅玻璃键合
就构成压力传感器
这样我们就得到了n型(100)硅的正方形膜片
在膜片四边各有一个p型硅应变器
通过金属薄膜导路构成惠斯通电桥
应变器随膜片弯曲的应变规律符合全桥设置
最后我们简单了解一下压力传感器的封装问题
首先 压力传感器要有通向膜片的压力孔
使得压力能够直接作用在膜片上
所以压力传感器不是密封的
而是开腔式的
压力传感器敏感的是膜片两侧的压力差
其中一侧为被测压力
另一侧为参考压力
根据参考压力的不同
压力传感器有三种不同的工作模式
一种是绝对式
参考压力为真空
这样可以测量绝对压力
这种模式的压力传感器
需要对参考压力的一侧进行真空封装
第二种是标准式
参考压力为大气压
那么参考压力的一侧要和大气相通
这样就需要两个通气孔
在工作的时候
要让两个孔分别与被测压力和大气压相通
还有一种叫做差分式
参考压力为标准压力发生器产生的已知压力
这种封装和标准式传感器的封装形式相同
只是参考端要与标准压力相通
最后我们把这节课的知识点再回顾一下
这节课我们介绍了微尺度的膜片
以及怎样得到膜片弯曲和压力的线性关系
然后我们介绍了微尺度的应变器
应变电阻的测量方法
介绍了如何在膜片上布置应变器
以得到最好的信噪比
最后我们介绍了一个典型的MEMS器件
就是硅压阻式压力传感器
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