[发明专利]MEMS压力传感器阵列、其制作方法及压力测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及MEM S（Micro-Electro-Mechanical-System，微机电系统）领域，特别是涉及一种MEMS压力传感器阵列及其制作方法，此外，本发明还涉及一种压力测量方法。

背景技术

从二十世纪八十年代末开始，随着微机电系统（Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS）技术的发展，各种传感器实现了微小型化。

目前各种微小型化的传感器中应用较多的一种为MEMS压力传感器，MEMS压力传感器可以利用MEMS中的敏感薄膜接收外部压力信息，将转换出来的信号经处理电路放大，从而测量出具体的压力信息。MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子比如TPMS（轮胎压力监测系统），消费电子比如胎压计、血压计，工业电子比如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等领域。

根据压力传感器工作原理的不同，压力传感器可分为电容式、压电式、压阻式三种。其中，电容式压力传感器的测压部件为敏感薄膜，该敏感薄膜用以覆盖压力传感器自身的空腔的开口，换言之，该敏感薄膜的一个表面承受空腔压强，另一个表面承受外界压强，相应地，其实现测压的原理为：敏感薄膜与一个与之平行的电极组成平板电容，当外界压力发生变化时，敏感薄膜由于外界压强与自身空腔内的压强存在差异而发生变形，从而使得平板电容的电容大小发生变化，通过测量平板电容的电容变化即可计算出外界压力的大小。

更多关于MEMS压力传感器的信息请参见公开号为CN102742012A的中国专利申请文件。

研究表明，该敏感薄膜在平衡位置（外界压强与自身空腔内的压强相等）附近具有较好的线性度，对外界压力测量较准，随着敏感薄膜的形变量增大，测量误差越来越大。

然而，现有的MEMS压力传感器的空腔内一般为某一特定大小的压强，当被测量的气压变化较大时会造成压力传感器的测量误差较大，同时也造成可测量范围也较小。

针对上述问题，本发明提出一种MEMS压力传感器阵列、其制作方法及压力测量方法加以解决。

发明内容

本发明要解决的问题是现有的MEMS压力传感器的测量误差较大。

为解决上述问题，本发明提供了一种MEMS压力传感器阵列，包括：

位于同一芯片的n个MEMS压力传感器，n≥2，每个所述MEMS压力传感器具有第一电极、适于用作第二电极的图形化的敏感薄膜及两者之间形成的空腔，各MEMS压力传感器的空腔内的压强分别为P₁、P₂…P_n，其中，P₁、P₂....P_n互不相等。

可选地，MEMS压力传感器阵列还包括：所述芯片上具有同一大小的空腔内压强P₁、P₂…P_n的MEMS压力传感器具有至少两个。

可选地，所述芯片上空腔内压强逐渐变大的各MEMS压力传感器中，空腔内压强逐渐变大的各MEMS压力传感器中，每两大小相邻压强之间的差值相等，或空腔内压强P₁、P₂…P_n在某一压强附近密集排布，越远离该压强，排布越稀疏。

可选地，所述芯片上各MEMS压力传感器的空腔内的压强P₁、P₂…P_n的范围为0MPa到2MPa。

可选地，所述芯片上空腔内压强逐渐变大的各MEMS压力传感器中，每两大小相邻压强之间的差值为0.2MPa或0.5MPa，或空腔内压强P₁、P₂…P_n在1MPa附近密集排布，越远离1MPa压强，排布越稀疏。

可选地，其特征在于，还包括选择输出模块，所述选择输出模块用于输出所述芯片上空腔内压强分别为P₁、P₂…P_n的各MEMS压力传感器中，其空腔内压强与MEMS压力传感器阵列所在环境压强P’最接近的该个MEMS压力传感器的测量值。

可选地，其特征在于，还包括选择工作模块，所述选择工作模块用于选择所述芯片上空腔内压强分别为P₁、P₂…P_n的各MEMS压力传感器中，其空腔内压强与MEMS压力传感器阵列所在环境压强P’最接近的该个MEMS压力传感器进行测量。

可选地，每个MEMS压力传感器中：