[实用新型]悬浮式电容敏感芯片

说明书

悬浮式电容敏感芯片属于微机电系统（MEMS）技术领域，尤其涉及一种悬浮式电容敏感芯片。本实用新型提供一种悬浮式电容敏感芯片。本实用新型包括上极板（1）和下极板（2）,上极板（1）与下极板（2）之间为腔体（3），其特征在于腔体（3）内具有气体（4）和/或下极板（2）上设置有支撑（5）。

技术领域

本实用新型属于微机电系统（MEMS）技术领域，尤其涉及一种悬浮式电容敏感芯片。

背景技术

MEMS即微机电系统，多学科交叉的前沿领域，被列为影响未来制造业的五项颠覆性技术之一，MEMS先进传感器已成为我国发展战略，MEMS压力传感器是技术密集型产业，已成为各行业中不可缺少的关键器件，被广泛应用于消费电子，汽车电子，航空航天，石油化工，生物医学和国防军工等领域。MEMS压力传感器的关键核心技术是压力敏感芯片，目前主流技术路线是压阻式和电容式，而电容式压力敏感芯片具有温度特性好、灵敏度高、功耗低、精度高等优势。电容式压力传感器在需要高精度测量压力的领域，受到广泛重视、应用和研究。

电容式压力敏感芯片是通过感压极板受压后，极板产生物理形变从而改变电容值，实现压力测量。目前，电容式压力敏感芯片工作原理主要分为非接触式和接触式，非接触式普通电容式压力敏感芯片，一般采用平行板电容器结构，主要由可动极板和固定极板组成，当有压力作用于可动极板时，两极板间距改变，从而电容值发生变化，通过检测电容值实现对压力的测量，但存在输入与输出之间非线性严重、过载能力低等不足。上世纪90年代，WenH.Ko等人提出了一种接触电容式压力敏感芯片结构（美国专利号：5,528,452），该结构的主要特点是在工作过程中随着外界压力的不断增大，感压上极板会接触到下极板上的介质层，这时输出电容值会与压力变化呈现近似线性关系，从而在一定程度上提高普通电容式压力传感器的线性度，但存在着灵敏度较低、线性区域的量程范围较小等不足，且无法应用于差压测量领域中。针对以上问题，本实用新型设计了一种新结构，工作原理介于接触式和非接触式之间，称为悬浮式电容压力敏感芯片。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种悬浮式电容敏感芯片。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括上极板（1）和下极板（2）,上极板（1）与下极板（2）之间为腔体（3），其特征在于腔体（3）内具有气体（4）和/或下极板（2）上设置有支撑（5）。

作为一种优选方案，本实用新型所述腔体（3）为密封腔体。

作为另一种优选方案，本实用新型所述上极板（1）或衬底（7）上设置有使腔体（3）与外界连通的连通孔（10）。

作为另一种优选方案，本实用新型所述支撑（5）为多个，均布于下极板（2）上。

作为另一种优选方案，本实用新型所述支撑（5）的横截面为匚字形或回字形。

作为另一种优选方案，本实用新型所述下极板（2）上设置有第二凹槽（9），凹槽侧壁部位作为支撑（5）；当多个凹槽时，第二凹槽（9）与第二凹槽（9）之间的凸起部位作为支撑（5）。

作为另一种优选方案，本实用新型所述气体（4）为空气或氮气。

作为另一种优选方案，本实用新型所述下极板（2）的下端为衬底（7）。

作为另一种优选方案，本实用新型所述衬底（7）上设置有第一凹槽（6），第一凹槽（6）与下极板（2）形成腔体。

作为另一种优选方案，本实用新型所述第一凹槽（6）与下极板（2）形成的腔体通过压力通道与外部连通。

作为另一种优选方案，本实用新型所述压力通道设置在衬底（7）上。

其次，本实用新型所述下极板（2）上端设置有介质层（8），支撑（5）设置在介质层（8）的上端。