一种新型CMOS电容式绝对压力传感器的设计

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• 作者：刘娜黄庆安秦明
• 会议时间：2006-09-21
• 关键词：CMOS ; 电容式 ; 压力传感器 ; 灵敏度 ; 电容检测电路
• 作者单位：东南大学MEMS教育部重点实验室,南京,210096
• 母体文献：传感技术学报
• 会议名称：第八届中国微米/纳米技术学术年会
• 会议地点：南京
• 主办单位：中国仪器仪表学会
• 语种：chi

摘要

本文提出了一种新型的采用标准CMOS工艺结合MEMS后处理工艺加工的电容式绝对压力传感器.传感器结构部分是由导体/介质层/导体组成的可变电容器.电容的上下极板分别为CMOS工艺中的多晶硅栅和n阱硅,中间介质层为栅氧化层.在CMOS工艺加工完之后,利用选择性的体硅腐蚀、pn结自停止腐蚀以及阳极键合等MEMS后处理工艺来得到传感器结构.与传统的电容式压力传感器相比,这种结构具有更大的初始固有电容,这样可以抑制寄生电容的影响,从而简化检测电路的设计.文中,应用多层膜理论模型分析了传感器的结构,并利用ANSYS有限元分析对模型进行了验证,并利用电容变化模型分析了传感器的灵敏度.对于边长为800 μm的敏感方膜,初始电容值为1 104pF,传感器灵敏度为46 fF/hPa.同时,本文给出了传感器的电容检测电路的设计.