一种压力传感器及其压力检测方法和压力检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微机电系统领域，尤其涉及一种压力传感器及其压力检测方法和压力 检测装置。
【背景技术】
[0002] 目前压力传感器分为电容式的微机电系统（MicroelectroMechanicalSystem， MEMS)压力传感器和电阻式压力传感器。
[0003] 电容式的MEMS压力传感器大部分都是由一个可变行的上电极膜片和一个固定的 下电极板组成的，然后通过上电极膜片在承受一定压力时产生的形变量，造成上电极膜片 与下电极板之间的距离发生变化，使得上电极膜片与下电极板之间的电容产生变化，根据 该电容值确定一个相对应的压力值。从而实现压力传感器对压力值的检测。
[0004] 与电阻式压力传感器相比，因为电容式压力传感器的动态响应较快，且灵敏度高， 以及分辨率较高的优点，使得电容式压力传感器被批量生产，且广泛应用。
[0005] 然而，根据目前的电容式的MEMS压力传感器的检测原理，当检测低压的电压值 时，MEMS压力传感器的上电极膜片发生形变量的幅度比较小，而且，因形变量小产生的非线 性的特性曲线不太理想，从而使得检测低压情况下的压力值与实际的压力值差距较大，检 测到的压力值不准确。
[0006] 综上所述，目前的电容式的MEMS压力传感器的量程范围较小。
【发明内容】
[0007] 本发明实施例提供了一种压力传感器及其压力检测方法和压力检测装置，用以增 大压力传感器的量程范围。
[0008] 本发明实施例提供了一种压力传感器，该压力传感器包括：硅片、位于硅片上的下 电极板、位于所述下电极板上的可振动的上电极膜片、位于所述上电极膜片与所述下电极 板之间的绝缘层、以及与所述上电极膜片连接的引出电极；
[0009] 其中，所述上电极膜片与所述绝缘层之间形成一个密封真空腔。
[0010] 通过本发明实施例提供的压力传感器，当有压力施加在上电极膜片时，可以通过 上电极膜片的振动情况，从而测量低压情况下的压力值，或者可以通过上电极膜片与下电 极之间形成的电容的变化值确定高压情况下的压力值。从而使得该压力传感器既能测量高 压情况下的压力值，又能检测低压情况下的压力值，从而增加了该压力传感器的量程范围。
[0011] 较佳地，所述下电极板位于所述硅片的第一凹槽内，所述引出电极位于所述硅片 的第二凹槽内；
[0012] 其中，所述第一凹槽与所述第二凹槽平行设置且相互独立。
[0013] 较佳地，所述第一凹槽的深度大于所述第二凹槽的深度。
[0014] 较佳地，所述引出电极包括位于所述第二凹槽底部的下电极板、位于所述下电极 板上的金属层，其中所述金属层与所述上电极膜片相连。
[0015] -种本发明实施例提供的压力传感器的压力检测方法，该方法包括：
[0016] 当上电极膜片产生振动时，确定所述上电极膜片振动时所对应的品质因数；
[0017]根据所述上电极膜片振动时对应的品质因数，确定所述上电极膜片振动所对应的 压力值。
[0018]通过本发明实施例提供的压力传感器的压力检测方法，当压力传感器接收的压力 值较小，且上电极膜片产生振动时，确定该上电极膜片振动时所对应的品质因数，并通过该 品质因数，确定上电极膜片振动所对应的压力值，从而实现根据品质因数确定低压情况下 的压力值，进而提高了压力传感器在检测低压时的压力值的准确度。
[0019]较佳地，该方法还包括：
[0020] 当上电极膜片产生形变时，根据所述上电极膜片的形变量，确定所述上电极膜片 形变时所对应的压力值。
[0021] 通过当压力传感器接收的压力值较大时，根据上电极膜片产生形变时的形变量， 确定上电极膜片形变时对应的压力值，从而实现根据上电极膜片的形变量确定高压情况下 的压力值，进而实现该压力传感器既能检测高压时的压力值，又能检测低压时的压力值，从 而增加了该压力传感器的量程范围。
[0022] 较佳地，确定所述上电极膜片振动时所对应的品质因数，具体为：
[0023]根据上电极膜片振动时所对应的响应信号的幅值，与用于测试品质因数的激励信 号的幅值的差值，确定所述上电极膜片振动时所对应的品质因数；其中，所述响应信号是所 述上电极膜片发生形变时所述上电极膜片发送给所述检测电路的。
[0024]较佳地，所述上电极膜片通过引出电极向所述检测电路发送所述响应信号。
[0025]较佳地，根据所述上电极膜片振动时对应的品质因数，确定所述上电极膜片振动 时所对应的压力值，包括：
[0026]根据所述上电极膜片振动时对应的品质因数，以及所述品质因数与压力的预设关 系，确定所述上电极膜片振动时所对应的压力值。
[0027] 因为品质因数对压力的变化比较敏感，所以通过品质因数确定压力值，进而提高 了在低压情况下测量压力值的准确度。
[0028]较佳地，根据所述上电极膜片的形变量，确定所述上电极膜片形变时所对应的压 力值，包括：
[0029]根据所述上电极膜片形变时与下电极板之间形成的电容值，确定所述上电极膜片 形变时所对应的压力值。
[0030] 一种本发明实施例提供的压力传感器的压力检测装置，该装置包括：
[0031] 品质因数确定单元，用于当上电极膜片产生振动时，确定所述上电极膜片振动时 所对应的品质因数；
[0032]第一压力值确定单元，用于根据所述上电极膜片振动时对应的品质因数，确定所 述上电极膜片振动所对应的压力值。
[0033]通过本发明实施例提供的压力传感器的压力检测装置，当压力传感器接收的压力 值较小，且上电极膜片产生振动时，确定该上电极膜片振动时所对应的品质因数，并通过该 品质因数，确定上电极膜片振动所对应的压力值，从而实现根据品质因数确定低压情况下 的压力值，进而提高了压力传感器在检测低压时压力值的准确度。
[0034] 较佳地，该装置还包括：
[0035] 第二压力值确定单元，用于当上电极膜片产生形变时，根据所述上电极膜片的形 变量，确定所述上电极膜片形变时所对应的压力值。
[0036] 通过当压力传感器接收的压力值较大时，根据上电极膜片产生形变时的形变量， 确定上电极膜片形变时对应的压力值，从而实现根据上电极膜片的形变量确定高压情况下 的压力值，进而实现该压力传感器既能检测高压时的压力值，又能检测低压时的压力值，从 而增加了该压力传感器的量程范围。
[0037] 较佳地，品质因数确定单元确定所述上电极膜片振动时所对应的品质因数，具体 用于：
[0038] 根据上电极膜片振动时所对应的响应信号的幅值，与用于测试品质因数的激励信 号的幅值的差值，确定所述上电极膜片振动时所对应的品质因数；其中，所述响应信号是所 述上电极膜片发生形变时所述上电极膜片发送给所述检测电路的。
[0039] 较佳地，所述上电极膜片通过引出电极向所述检测电路发送所述响应信号。
[0040] 较佳地，所述第一压力值确定单元，具体用于：
[0041] 根据所述上电极膜片振动时对应的品质因数，以及所述品质因数与压力的预设关 系，确