2  MEMS传感器分类介绍

由于MEMS传感器的门类品种繁多, 分类方法也很多。按其工作原理, 可分为物理型、化学型和生物型三类[1]。物理型又可分为力学、电学、磁学、热学、光学、声学六个大类。化学型分为气体、湿度、离子三个类型，生物型分为光学生物、电化学生物、压电生物三个类型[2]。

图1.MEMS传感器的分类

常用的MEMS器件制作技术有三种：

第一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段，即利用大机器制造小机器，再利用小机器制造微机器的方法。

　　第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工，形成硅基MEMS 器件。

第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻、电铸和塑铸)技术，它是利用X 射线光刻技术，通过电铸成型和塑铸形成深层微结构的方法。

下面主要对第二种以美国为代表制作的硅基MEMS器件为主对各个分类的MEMS传感器的研究现状进行对比分析。

2.1  MEMS力学传感器源:自~751-·论`文'网·www.751com.cn/

MEMS力学传感器是指力、压强、速度、加速度和位置的传感器。包括了：MEMS加速度计、MEMS陀螺仪、MEMS压力传感器、MEMS流量传感器、MEMS位移传感器。

2.1.1  MEMS压力传感器

MEMS压力传感器是最早进行研制的微机械产品，也是微机械技术中最成熟、最早产业化的产品,其性能由测量范围、测量精度、非线性和工作温度所决定的。从信号检测方式来看，MEMS压力传感器分为以体微机械加工技术为基础制造的压阻式和以牺牲层技术为基础制造的电容式两种。从敏感膜结构的角度来看，有圆形，方形，矩形，E形结构类型。压阻式压力传感器的测量精度为0.05％〜0.01％，其稳定性可达0.1％/ FS，温度误差超过0.0002％，压力高达几百兆帕,过压保护范围可以达到传感器量程的20倍以上,并能进行大范围的全温补偿。目前硅压力传感器主要是硅扩散型压阻式压力传感器, 其工艺成熟, 尺寸较小, 且性能优异, 性价比较高。2010年12月, 意法半导体公司采用创新的MEMS 制造技术开发出压阻式 MEMS 压力传感器LPS001WP。LPS001WP 通过覆盖在气腔上的柔性硅薄膜检测压力变化, 该薄膜包括电阻值随着外部压力改变的微型压电电阻器[3]。该薄膜包括电阻值随着外部压力改变的微型压电电阻器, 压力检测量程为 3×104～ 1.1×105Pa, 可检测到最小65Pa 的气压变化。文献综述

现在的 MEMS 压力传感器主要是硅电容式压力传感器与硅压阻式压力传感器两种，这两种传感器都是采用在硅片上生成微机械电子的传感器。电容式压力传感器的结构，如图2所示。硅压阻式压力传感器是固定的周围的圆形的应力杯内壁的硅薄膜，使用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻的压力，使系统在表面应力达到此数量的直接转换成电量。压阻式压力传感器结构如图3所示。 MEMS硅压阻式压力传感器是利用高精度的半导体电阻应变仪的惠斯登电桥的力变换测量电路具有一个非常高的测量精度，耗电少，非常低的成本。硅电容式压力传感器是利用MEMS技术在硅晶片上，以建立一个水平的进气格栅的形状，有两个上，下水平的进气格栅，形成一个电容式压力传感器上格栅横向压力改变的上部之间的距离，向下运动和更低的根横向进气格栅，这也改变电容板的相对大小。