本發(fā)明屬于mems技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種mems壓力傳感器。

背景技術(shù)：

微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro-mechanicalsystem，mems)，是在半導(dǎo)體制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，融合了光刻、腐蝕、薄膜、硅微加工、非硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制作的高科技電子機(jī)械器件。在利用硅微加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品中，壓力傳感器是發(fā)展最早的一類。傳統(tǒng)的壓力傳感器有壓阻式，電容式，電感式等。其中電感式壓力傳感器具有性能穩(wěn)定，重復(fù)性好，線性特性好等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。然而目前的電感式壓力傳感器往往靈敏度較低，且電感變化量不易計(jì)算，這些方面仍需進(jìn)一步改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種mems壓力傳感器，旨在解決目前電感式壓力傳感器靈敏度較低且電感變化量不易計(jì)算的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種mems壓力傳感器，包括：

襯底，所述襯底中部設(shè)有上下貫通的空腔；

薄膜，設(shè)于所述襯底上方且覆蓋所述空腔；

介質(zhì)層，設(shè)于所述薄膜上方，所述介質(zhì)層上設(shè)有電感線圈；

固定電容，與所述電感線圈相連接。

進(jìn)一步地，在所述壓力傳感器的厚度方向上，所述介質(zhì)層對(duì)應(yīng)的區(qū)域包含并大于所述薄膜對(duì)應(yīng)的區(qū)域，且所述介質(zhì)層延伸出所述薄膜的部分與所述固定電容相連接。

進(jìn)一步地，所述固定電容包括上極板和下極板，所述上極板和所述下極板分別設(shè)于所述介質(zhì)層延伸出所述薄膜的部分的上方和下方。

進(jìn)一步地，所述下極板底面與所述襯底底面位于同一平面。

進(jìn)一步地，所述下極板的材質(zhì)為硅。

進(jìn)一步地，所述電感線圈為平面電感線圈。

進(jìn)一步地，所述薄膜的厚度范圍為10微米至20微米。

進(jìn)一步地，還包括基板，所述基板設(shè)于所述襯底下方。

本發(fā)明實(shí)施例提供的mems壓力傳感器的有益效果在于：薄膜受到壓力發(fā)生形變，致使位于薄膜上方的電感線圈的電感值發(fā)生變化，通過固定電容和電感線圈組成lc回路測量得出電感線圈的電感值，從而得到對(duì)應(yīng)的壓力值。該mems壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，且電感線圈的電感值計(jì)算準(zhǔn)確，測量方法簡單，能夠?qū)毫π盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的壓力測量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的mems壓力傳感器的剖視示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的mems壓力傳感器的電感線圈的俯視示意圖；

圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的mems壓力傳感器剖視示意圖。

圖中：100、襯底；200、薄膜；300、介質(zhì)層；400、電感線圈；500、固定電容；501、上極板；502、下極板；600、基板。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖1，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的mems壓力傳感器進(jìn)行說明。一種mems壓力傳感器，包括襯底100、薄膜200、介質(zhì)層300和固定電容500。襯底100中部設(shè)有上下貫通的空腔。薄膜200設(shè)于襯底100上方且覆蓋空腔。介質(zhì)層300設(shè)于薄膜200上方。介質(zhì)層300上設(shè)有電感線圈400。固定電容500與電感線圈400相連接。

在本實(shí)施例中，襯底100與薄膜200構(gòu)成半封閉的空腔，使薄膜200受到壓力能夠向下凹陷；薄膜200形變?cè)斐杀∧?00上方的介質(zhì)層300及電感線圈400均發(fā)生形變；電感線圈400形變后電感線圈400的電感值發(fā)生變化。因此，電感線圈400的電感值與薄膜200所受到的壓力值呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過測量電感線圈400的電感值能夠得出薄膜200所受到的壓力值。

固定電容500指電容值為固定值的電容。固定電容500與電感線圈400相連接構(gòu)成lc諧振電路。電感線圈400、固定電容500和交流信號(hào)輸出源串聯(lián)形成回路后，能夠形成lc諧振電路。通過測量得出lc諧振電路的諧振頻率，根據(jù)lc諧振電路的諧振頻率及電容的電容值能夠求得電感線圈400的電感值，進(jìn)而得出薄膜200所受到的壓力值，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測量。

本發(fā)明實(shí)施例提供的mems壓力傳感器的有益效果在于，薄膜200受到壓力發(fā)生形變，致使位于薄膜200上方的電感線圈400的電感值發(fā)生變化，通過固定電容500和電感線圈400組成lc回路測量得出電感線圈400的電感值，從而得到對(duì)應(yīng)的壓力值。該mems壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，且電感線圈400的電感值計(jì)算準(zhǔn)確，測量方法簡單，能夠?qū)毫π盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的壓力測量。

進(jìn)一步地，請(qǐng)參閱圖1，作為本發(fā)明提供的mems壓力傳感器的一種具體實(shí)施方式，在壓力傳感器的厚度方向上，介質(zhì)層300對(duì)應(yīng)的區(qū)域包含并大于薄膜200對(duì)應(yīng)的區(qū)域。介質(zhì)層300延伸出薄膜200的部分與固定電容500相連接。在本實(shí)施例中，介質(zhì)層300位于薄膜200上方。介質(zhì)層300能夠完全覆蓋住薄膜200，且延伸出一部分。優(yōu)選地，介質(zhì)層300和薄膜200在寬度方向上重合，在長度方向上一端對(duì)齊，另一端介質(zhì)層300相對(duì)于薄膜200延伸出一部分。固定電容500設(shè)于介質(zhì)層300延伸出薄膜200的部分，能夠避免因固定電容500位置影響薄膜200的形變的情況。優(yōu)選地，介質(zhì)層300的材質(zhì)可以選用氮化硅或氧化硅等絕緣材料。

進(jìn)一步地，請(qǐng)參閱圖1，作為本發(fā)明提供的mems壓力傳感器的一種具體實(shí)施方式，固定電容500包括上極板501和下極板502。上極板501和下極板502分別設(shè)于介質(zhì)層300延伸出所述薄膜200的部分的上方和下方。在本實(shí)施例中，介質(zhì)層300位于固定電容500的上極板501和下極板502之間，充當(dāng)固定電容500的介質(zhì)，使固定電容500的電容值受外界條件影響較小，電容值更為恒定，進(jìn)而使根據(jù)電容值和諧振頻率求出的電感值更為準(zhǔn)確，提高mems壓力傳感器的準(zhǔn)確度。

進(jìn)一步地，參閱圖1，作為本發(fā)明提供的mems壓力傳感器的一種具體實(shí)施方式，下極板502底面與襯底100底面位于同一平面。由此，能夠使該mems壓力傳感器固定更為穩(wěn)固，避免因mems壓力傳感器固定問題引起的壓力測量錯(cuò)誤。

進(jìn)一步地，請(qǐng)參閱圖1，作為本發(fā)明提供的mems壓力傳感器的一種具體實(shí)施方式，下極板502的材質(zhì)為硅。

進(jìn)一步地，請(qǐng)參閱圖2，作為本發(fā)明提供的mems壓力傳感器的一種具體實(shí)施方式，電感線圈400為平面電感線圈400。在本實(shí)施例中，平面電感線圈400的導(dǎo)線可以為呈多個(gè)u型依次排列的形狀，也可以為一圈圈從內(nèi)向外盤旋的形狀。平面電感線圈400的形變程度與平面電感線圈400的電感值一一對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步地，作為本發(fā)明提供的mems壓力傳感器的一種具體實(shí)施方式，所述薄膜200的厚度范圍為10微米至20微米。如果薄膜200太厚，則薄膜200受到較大壓力容易損壞；如果薄膜200太厚，則薄膜200受到壓力后產(chǎn)生的形變過小，從而影響mems壓力傳感器的靈敏度。該范圍內(nèi)厚度的薄膜200能夠使薄膜200靈敏度較高的同時(shí)減少薄膜200損壞的情況。

請(qǐng)參閱圖3，作為本發(fā)明提供的mems壓力傳感器的一種具體實(shí)施方式，該mems壓力傳感器還包括基板600?；?00設(shè)于襯底100下方?；?00可以設(shè)于襯底100和固定電容500的下極板502的下方。由此使薄膜200、電感線圈400和固定電容500之間的連接更為穩(wěn)固?；?00對(duì)mems壓力傳感器的空腔及薄膜200起到保護(hù)作用，并且能夠增強(qiáng)mems壓力傳感器的穩(wěn)固性，提高測量準(zhǔn)確度。

本發(fā)明實(shí)施例提供的mems壓力傳感器的有益效果在于，薄膜200受到壓力發(fā)生形變，致使位于薄膜200上方的電感線圈400的電感值發(fā)生變化，通過固定電容500和電感線圈400組成lc回路測量得出電感線圈400的電感值，從而得到對(duì)應(yīng)的壓力值。該mems壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，且電感線圈400的電感值計(jì)算準(zhǔn)確，測量方法簡單，能夠?qū)毫π盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的壓力測量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。