MEMS微压压力传感器的灵敏度优化

摘要

为提高微机电系统微压压力传感器的灵敏度,根据硅压阻式压力传感器的工作原理介绍了影响压力传感器灵敏度的主要因素。使用COMSOL Mutilphysics有限元仿真软件开展压力敏感膜层厚度、压敏电阻摆放位置及压敏电阻长度对灵敏度影响规律的研究。根据仿真结果,减小压力敏感膜层厚度至15μm,设置压敏电阻长度为120μm,并将压敏电阻摆放至距压敏膜层边缘10μm的位置,完成了一款量程为40 kPa的MEMS硅压阻式微压压力传感器的结构优化,有效提升了传感器的灵敏度。测试结果表明,该压力传感器的灵敏度达到0.444 mV/kPa,相较于常规同量程灵敏度为0.35 mV/kPa的压力传感器,提升了26.8%。上述优化结果基本满足MEMS微压压力传感器的高灵敏度、高线性度等要求。