[发明专利]基于巨压阻特性的硅纳米线压力传感器及其封装结构

摘要

本发明公开了一种基于巨压阻特性的硅纳米线压力传感器及其封装结构，包括：壳体、传感器芯片，所述传感器芯片包括：硅纳米线巨压阻敏感结构、硅底层、绝缘二氧化硅层、硅顶层；所述硅纳米线巨压阻敏感结构包括多根硅纳米线、受力应变薄膜层、多块电极，所述多根硅纳米线包括四对平行设置的两根硅纳米线，所述四对平行设置的两根硅纳米线分别连接在四块电极与受力应变薄膜层之间；所述硅纳米线在绝缘二氧化硅层对应位置处设置有通槽。本发明提供的基于巨压阻特性的硅纳米线压力传感器及其封装结构，通过外部环境气压引起传感器芯片形成机械应力改变硅纳米线导电沟道的空穴浓度巨减，甚至夹断来实现巨压阻效应。

主权项

1.一种基于巨压阻特性的硅纳米线压力传感器，包括：壳体、传感器芯片，其特征在于：所述传感器芯片包括：硅纳米线巨压阻敏感结构、硅底层、绝缘二氧化硅层、硅顶层，所述硅底层、绝缘二氧化硅层、硅顶层从下至上依次设置，所述硅底层设置有梯形凹槽；所述硅纳米线巨压阻敏感结构设置在硅顶层上，所述硅纳米线巨压阻敏感结构包括多根硅纳米线、受力应变薄膜层、多块电极，所述电极设置为四块，四块电极呈正方形分布，所述受力应变薄膜层设置在四块电极中心位置；所述多根硅纳米线包括四对平行设置的两根硅纳米线，所述四对平行设置的两根硅纳米线分别连接在四块电极与受力应变薄膜层之间；所述壳体包括塑料外壳、塑料底盖、导压管，所述塑料外壳底部设置有塑料底盖，塑料外壳顶部设置有导压管，所述导压管底部设置有导压底口、导压底口底部与传感器芯片的硅底层相连接，所述塑料外壳内壁设置有支撑框架，所述传感器芯片的硅顶层与支撑框架相接触，所述支撑框架上设置有金属引线，所述塑料底盖上设置有焊盘，所述传感器芯片的电极、金属引线、焊盘通过引线依次连接；所述硅底层的梯形凹槽内设置有软硅胶，用于隔绝与外界环境的接触；还包括偏置电压、偏置电极，所述偏置电极设置在硅底层末端面，所述偏置电极与壳体外的偏置电压相连接；还包括玻璃晶圆片，玻璃晶圆片设置有空腔，所述空腔设置在受力应变薄膜层与硅纳米线上方，起到密封、保护作用；所述硅纳米线在绝缘二氧化硅层对应位置处设置有通槽，用于加强硅纳米线对压力变化的感应灵敏度；所述硅纳米线利用等离子体Ba和Hf进行表面修饰；所述硅顶层采用掺杂硼离子的硅材质。