[实用新型]一种压阻式压力传感器

说明书

本申请涉及传感技术领域，具体提供了一种压阻式压力传感器，该压阻式压力传感器包括硅基层、金属引线。硅基层的一个侧面设置有凹陷结构，凹陷结构的底部形成硅膜片，硅膜片远离凹陷结构一侧的表面上设置有超浅掺杂区，金属引线固定设置于硅基层远离凹陷结构一侧，金属引线至少一端与超浅掺杂区固定接触。超浅掺杂区通过金属引线连接入电回路中。金属引线使用磁控溅射或沉积法制备。超浅掺杂区采用低能量的离子注入工艺制造。凹陷结构采用时分复用法刻蚀技术制备。本实用新型中超浅掺杂区的掺杂厚度为纳米数量级，这样在微小压力环境中形变量较小的情况下，仍然能够引起较大的电阻值变化，从而实现微小压力的高灵敏探测。

技术领域

本申请涉及传感技术领域，具体而言，涉及一种压阻式压力传感器。

背景技术

压力传感器是将力学物理量压力的变化转化为指针的摆动或电学物理量的装置，使得不容易探测的压力变化能够被检测到。根据转化的电学物理量的不同，常见的压力传感器有电容式压力传感器和压阻式压力传感器，压力的变化分别会引起电容值和电阻值的变化，通过直接或间接的方式探测电容值和电阻值的变化，即可得到压力的变化；其中，压阻式压力传感器更为常见，市场占有率也更高。

待测压力较大时，较大的压力作用在压阻式压力传感器上，探测过程中引起的传感器膜片的形变量较大，压阻效应较强，电阻值的变化较大，传感器输出数值较大且灵敏度较高。然而，在医疗传感、工业检测、航空航天等领域，需要对较小的压力进行传感，压阻式压力传感器在低压力环境中时，由于压力小，压力引起的传感器膜片形变量与应力值均很低，从而导致压阻式压力传感器的压阻效应较弱，引起压阻式压力传感器的低输出与低灵敏度，不能满足传感需要。低压传感的灵敏度较低导致传感结果的失真，从而导致应用设备的误判与误操作。

现有的压阻式压力传感器通过改变压阻式压力传感器的结构提高灵敏度，如通过复杂的结构将微小压力引起的形变放大，这增加了制造工艺的难度，使得制备的压阻式压力传感器一致性差与良率低，不利于工业化批量生产；且灵敏度仍然较低。

综上所述，现有的压阻式压力传感器不能满足微小压力的高灵敏传感，且不易在工业上批量生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种压阻式压力传感器。本实用新型的技术构思为：将电阻的厚度限制在纳米数量级，即超浅掺杂区的掺杂厚度为纳米数量级，这样电阻的压阻效应被放大，微小的形变量能够引起电阻的较大变化。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本申请提供一种压阻式压力传感器，该压力传感器包括硅基层、金属引线。硅基层的材料为SOI(Silicon-On-Insulator)硅片，金属引线的材料为金属材料，利用金属的导电性连通电回路。硅基层的形状为长方体或扁圆柱状，优选地，硅基层的形状为长方体，这样方便制备，且容易集成在一起。硅基层的一个侧面设置有凹陷结构，凹陷结构的底面形状可以为矩形也可以为圆形，优选地，凹陷结构的深度均匀且底面为矩形。凹陷结构采用时分复用法刻蚀技术制备。

凹陷结构的底部形成硅膜片。硅膜片的形状即为凹陷结构的底面形状，优选地，为矩形。厚度为微米数量级，这样容易形变。硅膜片远离凹陷结构一侧的表面上设置有超浅掺杂区，超浅掺杂区的掺杂深度的纳米量级，超浅掺杂区的掺杂离子为硼离子或磷离子，具体地，掺杂离子的种类可以相同也可以不同，优选地，超浅掺杂区的掺杂离子的种类相同。超浅掺杂区采用低能量的离子注入工艺制造。金属引线的形状可以为任意形状，如条状、片状、棒状均可以。金属引线使用磁控溅射或沉积法制备。金属引线固定设置于硅基层远离凹陷结构一侧。超浅掺杂区通过金属引线连接形成电回路，探测超浅掺杂区电阻变化，电回路中至少还包括电源、开关、电压表、电流表等必要电路元件，能够实现电阻探测即可，例如伏安法测电阻等。