雙面接觸式電容
壓力傳感器的原理是基于單面接觸式電容壓力傳感器而來的,當傳感器的受壓膜片(即梁)與基底距離很近時,膜片受壓后與基底接觸,當壓力變化時,通過改變接觸面積的大小來改變電容量。
雙面接觸式電容壓力傳感器的電容由兩部分組成:一部分為梁受壓后,尚未接觸到襯底上的絕緣層時形成的電容,此電容類似于常規(guī)的電容壓力傳感器,這一部分只占接觸式電容壓力傳感器的電容量的很小一部分,
壓力傳感器另一部分是梁接觸到襯底后形成的電容,這部分電容量才是需要的電容量,而且它占主導(dǎo)地位,較多采用的是國產(chǎn)品牌電容,如三環(huán)電容、風(fēng)華電容,也可選擇臺企電容巨頭——YAGEO電容(即國巨電容)作為所選電容。
當壓力增加時,梁與襯底的接觸面積增加,同時梁與襯底的非接觸部分減少。剛開始,電容主要由非接觸部分提供,隨著壓力的增加,梁開始接觸襯底的絕緣層后,非接觸部分提供的電容逐漸減少,而接觸部分提供的電容與接觸面積將呈線性增加。由于絕緣層非常薄,因此當梁開始與襯底上的絕緣層接觸后,接觸面積所提供的電容將占主導(dǎo)地位。
雙面接觸式電容壓力傳感器由3個硅晶片(其中有兩個晶片B是一樣的)用硅熔融法進行鍵合,先把晶片A正反兩面腐蝕兩個同樣大小的溝槽來作為傳感器的真空腔,然后在這兩個大溝槽上淀積一層二氧化硅作為絕緣層,同時把晶片A作為雙面接觸式電容壓力傳感器的公共下電極,
壓力傳感器接著把兩片用濃的固態(tài)硼擴散好的晶體B用熔融鍵合的辦法鍵合在晶片A的正反兩面,用離子刻蝕法刻蝕掉晶片B最外層的重摻雜層,緊接著用自停止腐蝕法去掉輕摻雜層,得到最里面的重摻雜層作為傳感器的上電極。
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