揣荣岩，张 冰，杨宇新，张 贺，李 新

(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳 110870)

0 引言

随着微机电系统(MEMS)技术的不断发展，MEMS压力传感器在20世纪80年代就开始广泛用于航空航天、汽车电子、信息、环境保护领域[1-3]。目前，为满足迅速发展的信息技术和物联网技术的需要，仍在不断探索提出新的MEMS压力敏感结构[4-7]，来提高传感器性能。相比于压阻式压力传感器，电容式压力传感器具有灵敏度高、功耗低、温度特性好等优势[8-9]。 20 世纪70年代开始，世界上许多国家开展对电容敏感原理的MEMS压力传感器进行研究。20 世纪90年代后期，W.H.Ko和Q.Wang等提出了接触电容式压力敏感结构[10](touch mode capacitive pressure sensor，TMCPS)，并在这方面做出大量研究。接触电容式压力传感器的出现，推动了MEMS电容式压力传感器的发展，使电容式压力传感器的非线性问题得到一定程度改善，但是这种传感器随加载压力产生线性形变对应的压力范围比较小，限制了其应用与开发。近10年内，为提高电容式压力传感器的性能，人们以这种接触电容式压力敏感结构为基础，提出了一些新型结构。如双凹槽结构的接触电容式压力敏感结构[4-5]和底部电极呈凸球冠形状的接触电容式压力敏感结构[6]，然而相比普通接触电容式压力敏感结构，这2种压力敏感结构并没扩大线性响应工作范围，也没有提高线性度，只是灵敏度略微增加。为此，本文提出了一种双动极板电容式压力敏感结构(double moving diaphragm capacitive pressure sensitive structure，DDCPS)，在扩大线性响应范围和提高线性度方面都表现出了显著优势。……