[发明专利]MEMS压力传感器、MEMS惯性传感器集成结构

说明书

技术领域

本发明涉及传感器领域，更具体地，涉及一种将MEMS压力传感器、MEMS惯性传感器集成在同一芯片上的集成结构。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，手机、笔记本电脑等电子产品的体积在不断减小，而且人们对这些便携电子产品的性能要求也越来越高，这就要求与之配套的电子零部件的体积也必须随之减小。

传感器作为测量器件，已经普遍应用在手机、笔记本电脑等电子产品上。在现有的工艺结构中，由于检测的原理不同，MEMS惯性传感器和MEMS压力传感器芯片一般是分立的，MEMS惯性传感器需要密闭的空间来保护其微细结构，而MEMS压力传感器的敏感结构需要与外界接触，两种器件分别基于不同的工艺平台上进行设计和加工，再利用不同的封装形式，形成独立的芯片。装配的时候，系统厂商将MEMS惯性传感器芯片和MEMS压力传感器芯片通过SMT的方式，贴装在同一个主板上，从而增加了芯片的成本，也增加了封装的成本。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种MEMS压力传感器、MEMS惯性传感器集成结构的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种MEMS压力传感器、MEMS惯性传感器集成结构，包括衬底、形成于所述衬底上的绝缘层、均形成于所述绝缘层上的第一下电极和第二下电极，还包括通过第一支撑部支撑在所述第一下电极上方的第一上电极，以及通过第二支撑部支撑在所述第二下电极上方的第二上电极；所述第一上电极为压力敏感膜，且所述第一上电极与所述第一下电极之间的腔体为密闭腔体，以使所述第一上电极与所述第一下电极构成压力传感器的气压敏感型电容器；所述第二上电极与所述第二下电极构成电容量不随外界气压变化的基准电容器；还包括通过第三支持部支撑在衬底上方的惯性敏感结构，以及与惯性敏感结构构成惯性传感器的惯性检测电容器的固定极板；其中还包括盖体，所述盖体将惯性敏感结构、固定极板构成的惯性检测电容器封装在衬底上。

优选地，所述第二上电极也为压力敏感膜，所述基准电容器还包括用于限制所述第二上电极在外界气压作用下发生变形的限位结构。

优选地，所述基准电容器设置有用于支撑所述第二上电极的支撑柱，以形成所述限位结构。

优选地，所述基准电容器设置有压力平衡孔，所述基准电容器中位于第二上电极与第二下电极之间的腔体通过所述压力平衡孔与外界相通，以形成所述限位结构。

优选地，所述盖体还将第二上电极、第二下电极构成的基准电容器封装在衬底上。

优选地，所述第一上电极与所述第二上电极为一体结构。

优选地，所述第一支撑部、第二支撑部、第三支撑部具有相同的材质、相同的高度；所述第一上电极、第二上电极、惯性敏感结构具有相同的材质、相同的高度；所述第一下电极、第二下电极具有相同的材质、相同的高度。

优选地，所述第一上电极、第二上电极的下端面高于惯性敏感结构的下端面。

优选地，所述第一支撑部、第二支撑部、第三支撑部上分别设置有贯通孔，所述贯通孔内分别设有与第一上电极、第二上电极、惯性敏感结构电连接的导电材料，并在第一支撑部、第二支撑部、第三支撑部的下端形成多个相应的连接引线，该多个相应的连接引线通过绝缘层走线，并分别连接至衬底上的焊盘集中区。

优选地，所述固定极板设置在绝缘层上，并作为惯性检测电容器的第三下电极。

本发明的集成结构，将MEMS惯性传感器和MEMS压力传感器集成在同一衬底上，可有效减小芯片的面积，从而降低了芯片的成本；通过一次封装，即可完成整个芯片的封装，降低了芯片封装的成本。而且由于气压敏感型电容器与基准电容器所处的应用环境相同，因此能够对外界共模干扰产生基本一致的响应，这样，利用基准电容器的输出信号便可以至少部分地滤除气压敏感型电容器的输出信号中的共模干扰信号，进而提高了气压敏感型电容器输出信号的稳定性。

本发明的发明人发现，在现有技术中，系统厂商将MEMS惯性传感器芯片和MEMS压力传感器芯片通过SMT的方式，贴装在同一个主板上，从而增加了芯片的成本，也增加了封装的成本。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明集成结构的结构示意图。