集成温湿度大气压力传感器芯片

摘要

一种集成温湿度大气压力传感器芯片，在基片制造出三个电阻和一个平板电极。其中两个电阻串连构成电桥的两个臂，用于测量绝对湿度，另一个电阻单独引线，用于测量温度。在基片上键合有一硅片，该硅片上对应一个测量湿度电阻和一个测量温度电阻的位置开有两个窗口。该硅片与另一个测量湿度电阻和平板电极之间刻蚀有微腔，该微腔是密封的，内部充有一个大气压力的干燥的空气。密封测量湿度电阻的腔体作为传感器芯片湿度的参照，各微腔顶部沉积有厚度为纳米到微米级的氮化硅薄膜作为传感器芯片压力的敏感膜。平板电极构成测量压力的电容的一个电极，密封于硅片的腔体内，该腔体顶部敏感膜下面镀有金或其它导电薄膜作为电容的另一个电极。

主权项

1、一种集成温湿度大气压力传感器芯片，其特征在于：一基片，其上射频溅射铂金薄膜，光刻出三个电阻和一个平板电极，其中两个为测湿电阻并串连构成电桥的两个臂，另一个为测温电阻，平板电极为测压电容的下电极；基片上键合有一硅片，该硅片对应电桥的一个臂和测温电阻分别开有两个窗口；硅片对应平板电极和另一测湿电阻处刻蚀有两个微腔，分别将该平板电极和该测湿电阻密封，微腔顶部沉积有一厚度为纳米到微米级的氮化硅薄膜；以及对应平板电极的微腔内，其氮化硅薄膜的下面镀有导电薄膜，该导电薄膜为测压电容的上电极，与平板电极构成测压电容；由上述结构，电桥为对称半电桥，一桥臂通过窗口与外界气体接触，通入一定时间定量电流使电桥通过自身阻值达到一定温度；当外界气体中含有水蒸气，导致散热增加，温度降低，电阻的阻值减小，电桥失去平衡，通过对电信号的失衡量，标定计算出温度湿度的相关曲线，并根据测温电阻测得的温度值在曲线中确定其对应的湿度值；由上述结构，外部的气压变化时，导致氮化硅薄膜形变，电容发生变化，通过对电容的测量确定大气压力。