导语：

在生物医疗、无人机定位和可穿戴设备等领域，高精度压力传感器的需求日益增长。北京大学集成电路学院高成臣教授团队最新研发的MEMS电容式表压压力传感器，以0.30%的超高精度和8%的非线性度以及低至0.09%的重复性误差，为植入式医疗设备提供了革命性解决方案！

核心亮点：

创新结构设计：凸台膜片大幅提升性能

传统的电容式压力传感器因膜片形变非线性导致测量误差较大。北京大学团队通过设计带凸台的膜片结构，利用ANSYS仿真优化，将非线性度从17%改善至7%，显著提升了MEMS压力传感器的线性响应能力。

带凸台的MEMS膜片

国产化工艺：TMAH湿法腐蚀技术

采用SOI晶圆与玻璃阳极键合工艺，结合TMAH（四甲基氢氧化铵）各向异性腐蚀技术，以埋氧层作为停止层，确保MEMS器件一致性和可靠性。工艺简单、成本低，适合大规模生产。

工艺流程

医疗级性能指标

量程：0~40 kPa，精度：0.30%（覆盖人体血压、颅内压等关键生理参数范围）；

重复性误差：仅0.09%，长期稳定性极佳；

低功耗：电容式传感器设计功耗远低于压阻式传感器。

SOI晶圆版图

玻璃衬底版图

全自主技术链

从MEMS传感器设计、工艺制备到封装测试，团队实现全流程国产化，核心芯片采用国产NSC9260电容读出芯片，支持三阶非线性校准。

MEMS电容式表压压力传感器示意图

MEMS电容式表压压力传感器实物图

MEMS电容式表压压力传感器正面

MEMS电容式表压压力传感器背面

应用前景

植入式医疗设备：实时监测颅内压、眼压等，助力精准诊疗；

可穿戴健康监测：集成于智能手环、贴片，实现无创血压监测；

工业与消费电子：无人机高度定位、气象监测等场景。

封装后实物

PCB封装

团队与成果

该成果相关论文由北京大学蒋沛奇等青年研究人员在高成臣教授指导下完成，发表于《遥测遥控》2025年第3期“智能传感器技术专栏”。北京大学团队通过理论建模、仿真优化到流片验证的全链条创新，展现了我国在MEMS传感器领域的前沿实力。

论文链接：

DOI：10.12347/j.ycyk.20250411001

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