微差壓傳感器廣泛應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)、智能家居、呼吸機、凈化室設(shè)備、汽車油箱等需要實時監(jiān)測十分微小壓強差變化的場景，在家電、醫(yī)療、工業(yè)、汽車等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。由于1kPa至10kPa量程的微差壓傳感器的靈敏度很高，需要在制造中精確控制厚度非常薄的壓力敏感膜片，加工過程中對成品率和一致性的控制難度遠超一般量程的壓力傳感器。目前以“鍵合-減薄”為特征的國內(nèi)傳統(tǒng)壓力傳感器制造工藝，需將數(shù)百微米厚的晶圓減薄至數(shù)微米厚。由于刻蝕一致性誤差以及晶圓自身難以避免的厚度偏差，傳統(tǒng)工藝對膜片厚度的極限控制能力停留在10μm左右。由于無法制造更薄的膜片，因此微差壓傳感器需要用更大的芯片面積來實現(xiàn)較高的靈敏度。另一方面，超高靈敏度的超薄膜片往往帶來大撓度的“氣泡”效應(yīng)，導(dǎo)致較大的非線性誤差。

綜上所述，微小量程差壓傳感器成為長期以來困擾國際范圍傳感器領(lǐng)域的產(chǎn)品化技術(shù)難題，在很長時間以來沒有獲得根本性的技術(shù)突破。當(dāng)前市場主要被國際傳感器巨頭壟斷，國內(nèi)在1kPa至10kPa量程的產(chǎn)品提供上主要采用降低更大量程傳感器到低量程來提供應(yīng)用，因此在傳感器的靈敏度、非線性精度誤差等方面有很多缺陷，不能滿足高性能應(yīng)用的要求。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，在上海臨港新片區(qū)2020年第二批高新產(chǎn)業(yè)和科技創(chuàng)新專項《微差壓MEMS壓力傳感器產(chǎn)品化技術(shù)研究》的支持下，上海迷思科技有限公司（簡稱：迷思科技）近日發(fā)布了一款自主開發(fā)的1kPa至10kPa量程微差壓MEMS傳感器芯片產(chǎn)品。該芯片尺寸僅為0.9mm × 0.9mm，遠小于目前市面上微同類進口芯片常見的2mm × 2mm大尺寸。其核心競爭力來自迷思科技開發(fā)的一種TUB（Thin-film Under Bulk-silicon）自主創(chuàng)新整套MEMS制造工藝，可將壓力敏感膜片的厚度精確控制在1.5μm至2μm，并且有很高的成品率，突破了以往“鍵合-減薄”工藝的限制，從而能以很小芯片面積實現(xiàn)超高的壓力靈敏度。

圖：1kPa至10kPa微差壓MEMS傳感器芯片3D結(jié)構(gòu)模型（左）和生產(chǎn)出的MEMS傳感器芯片掃描電鏡照片（右）

迷思科技此次公開的微差壓MEMS傳感器芯片在5V供電條件下，10kPa滿量程輸出達到了110mV，在實現(xiàn)高靈敏的同時，非線性亦控制在了±0.15% FS，可滿足高精度測量應(yīng)用。在1kPa量程下，該芯片亦有11.5mV滿量程輸出，非線性低至±0.06% FS。得益于極低的微伏噪聲水平，該傳感器實現(xiàn)了超高分辨率。同時，該傳感器具有承受100kPa過載的高可靠性。

關(guān)于迷思科技

迷思科技是一家高科技MEMS傳感器芯片產(chǎn)品公司，其團隊核心和原始學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化自中科院上海微系統(tǒng)所傳感技術(shù)國家重點實驗室。公司通過自主創(chuàng)新，掌握了可與博世（Bosch）公司的APSM工藝和意法半導(dǎo)體（ST）的VENSENS工藝競爭的新一代單片單面MEMS批產(chǎn)工藝，從成本和性能上全面超越上一代“鍵合-減薄”工藝。在先進制造工藝的加持下，迷思科技還推出了全球最小的0.4mm × 0.4mm尺寸100kPa至1.5MPa絕壓MEMS傳感器芯片產(chǎn)品，可批量供貨。此外，超微型高溫壓力傳感器和氣體流量計也已開放樣品申請。

審核編輯 ：李倩