本文研究了一种基于CMOS工艺与MEMS工艺结合制造的微压力传感器。并对传感器的工作原理、版图设计、加工工艺等方面进行了研究。利用MOS管沟道区域的压阻效应、MOS管电学特性等理论知识，设计了压力传感器的结构，本次设计的压力传感器结构简单、体积小、具有较好的灵敏度。本文还对传感器的力学特性和电学特性进行了仿真，通过仿真得到传感器灵敏度为185mV/Mpa。最后根据传感器的原理设计了版图，在芯片制造厂商进行了流片，并对传感器制作过程中所涉及到了基本工艺进行了探讨，设计了MEMS加工所需的掩膜版。

本论文的主要工作

第一章对压力传感器做了概述，介绍了CMOS工艺和MEMS工艺以及其结合后的优势，介绍了有关CMOS工艺及MEMS工艺下传感器的研究现状，探讨了课题的研究意义。

第二章提出了此次研究的压力传感器的基本原理，包括的饱和状态下的MOSFET管的电学特性分析、应力和压阻效应的理论分析。

第三章提出了的压力传感器结构和电路原理图，并对其特性进行仿真，包括用COMSOL对传感器的结构进行压力特性的仿真，用Tspice对电路特性进行仿真。

第四章主要是根据电路结构进行版图的设计。分析的内容主要包括设计规则、器件选型、寄生参数的分析和版图校验，并根据提取的寄生参数对实验进行了后仿真。

第五章分析和讨论了芯片加工的后续工艺。包括标准的CMOS工艺、MEMS工艺。并设计了MEMS加工所需的掩膜版。

第六章给出了全文的结论和后续工作的建议。

本文的目标是实现一种基于CMOS工艺和MEMS工艺结合的压力传感器。其特点是易于集成，成本低廉。基于这两种工艺结合的制作工艺在未来市场的发展相当可观。本文所采用的传感器的原理是基于MOS管沟道区域的的压阻效应和对称式的电路结构，通过压力改变MOS管的沟道迁移率，造成电压的输出变化。此传感器通过CMOS工艺加工出芯片后，还需通过MEMS加工，才能形成传感器的结构。本文对这种传感器的原理，制造工艺等进行了探讨和分析，并在仿真结果中给出了这种传感器的灵敏度等参数。综上，本文的工作归纳如下：

（1）提出了传感器的基本工作原理。基本原理是基于压阻效应，通过压力改变MOS管沟道区域的沟道迁移率。基于COMSOL压阻效应的仿真，确定了沟道迁移率的变化系数，并分析了这种仿真方法不足之处。

（2）提出了传感器的电路模型。基本原理是构造一个对称的电路，当MOS管的电学参数发生变化时。其电路的输出会发生相应的变化。在Tspice电路仿真部分，给出了电路模型的参数，并在最后给出了传感器灵敏度的理论值。

（3）根据传感器的电路模型设计了芯片加工时所需的版图。分析了版图的具体设计流程，对版图设计的注意事项进行了讨论。在版图设计完成后提取了寄生参数，并利用寄生参数对电路进行了后仿真 。

（4）探讨了后续的加工处理工艺。提出了MEMS加工的两种方案，分析了两种MEMS方案的优缺点，并设计了MEMS加工所需的金属模板。最后对MEMS加工失败的原因进行了分析。