[发明专利]MEMS电容式压力传感器

权利要求书

1.一种压力传感器，包括：

第一压力传感器元件(170)，包括电容式MEMS压力传感器，所述电容式MEMS压力传感器具有可变形上电极以及由第一腔体部分隔开的固定下电极，其中所述上电极响应于外部压力和内部腔体压力之间的压力差而变形；以及

第二压力传感器元件(172)，包封在第二腔体部分内，其中所述第二腔体部分具有刚性的顶盖，其中连接第一和第二腔体部分以限定组合的密封腔体，所述第二压力传感器元件测量所述内部腔体压力，

其中，所述传感器还包括用于对第一和第二压力传感器元件输出进行组合的装置，使得第二压力传感器元件输出提供第一压力传感器输出的校准；

其中所述第二压力传感器元件(172)包括皮拉尼压力计，或者

所述第二压力传感器元件(172)包括MEMS谐振器，其中使用所述MEMS谐振器的谐振频率来确定压力，或者其中所述MEMS谐振器的谐振频率的品质因数用于确定压力，

其中检测程序使用所述第一压力传感器元件的电容性输入，所述电容性输入具有与所述第二压力压力传感器元件提供的内部腔体压力有关的数据，

其中所述第一和第二腔体部分并排地位于CMOS集成电路上，所述可变形上电极(164)包括钨，并且将氮化硅覆盖层(176)应用于可变形上电极(164)上。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述第一和第二腔体部分并排地位于SOI衬底结构(120)上，所述SOI衬底结构包括晶片、在所述晶片上的绝缘体层和在所述绝缘体层上的半导体层，并且其中所述腔体部分由在所述绝缘体层中形成的沟道连接。

3.根据权利要求2所述的传感器，其中每一个腔体部分通过在硅层中形成的相应通孔连接至所述沟道。

4.根据权利要求2所述的传感器，其中所述第一腔体部分在所述半导体层上，并且所述第二腔体部分形成在所述半导体层中。

5.根据权利要求1所述的传感器，其中所述CMOS集成电路的上金属层(151)用于在外部压力传感器接触与内部压力传感器电极之间形成电连接。

6.一种操作压力传感器的方法，包括：

利用第一压力传感器元件(170)测量外部压力，所述第一压力传感器元件包括电容式MEMS压力传感器，所述电容式MEMS压力传感器具有可变形的上电极、以及由第一腔体部分隔开的固定下电极，其中所述上电极响应于外部压力和内部腔体压力之间的压力差而变形；

利用第二压力传感器元件(172)测量所述内部腔体压力，所述第二压力传感器元件包封在第二腔体部分内，其中连接第一和第二腔体部分以限定组合的密封腔体；

对所述外部压力测量和所述内部压力测量进行组合，使得第二压力传感器元件输出提供第一压力传感器输出的校准；

其中所述第二压力传感器元件(172)包括皮拉尼压力计，或者

所述第二压力传感器元件(172)包括MEMS谐振器，其中使用所述MEMS谐振器的谐振频率来确定压力，或者其中所述MEMS谐振器的谐振频率的品质因数用于确定压力，

其中检测程序使用所述第一压力传感器元件的电容性输入，所述电容性输入具有与所述第二压力压力传感器元件提供的内部腔体压力有关的数据，

其中所述第一和第二腔体部分并排地位于CMOS集成电路上，所述可变形上电极(164)包括钨，并且将氮化硅覆盖层(176)应用于可变形上电极(164)上。

7.根据权利要求6所述的方法，包括：将所述内部压力测量和外部压力测量与以电容-压力(C-P)数据点或者电容-电压数据点的形式存储的校准参数进行组合。