[发明专利]一种单片集成SiC MEMS压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种单片集成SiC MEMS压力传感器，包括第一衬底、CMOS处理电路、电容感应薄膜、第二衬底和下电极，其中：在第二衬底上开有压力腔；压力腔表面覆盖有下电极；电容感应薄膜覆盖在第二衬底的上表面，悬浮于压力腔上，该薄膜由两层PECVD SiC薄膜夹一金属层组成，所述金属层为上电极；第一衬底位于电容感应薄膜之上，第一衬底在压力腔的上方开有深槽，露出上层的PECVD SiC薄膜；CMOS处理电路嵌置于第一衬底的下表面，位于深槽的旁边，并与上电极接通。

2.如权利要求1所述的单片集成SiC MEMS压力传感器，其特征在于，上层的PECVD SiC薄膜厚0.2μm～5μm；下层的PECVD SiC薄膜厚0.1μm～1μm。

3.如权利要求1所述的单片集成SiC MEMS压力传感器，其特征在于，所述压力腔深0.5μm～10μm。

4.如权利要求1所述的单片集成SiC MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一衬底是硅衬底，所述第二衬底是玻璃衬底。

5.如权利要求1所述的单片集成SiC MEMS压力传感器，其特征在于，所述CMOS处理电路为连续时间电压读出电路，包括C-V转化模块、放大器模块、解调模块和滤波模块，其中C-V转化模块将电容变化转化为电压变化，放大器将C-V模块的微弱电压量进行放大，并通过解调模块和滤波模块得到输出；所述C-V转化模块是由四个电容组成的非平衡交流电桥，被测电容和三个固定电容分别位于电桥的四个臂上，在四臂搭成的菱形结构的一对角线之间加载一定频率的载波信号，在另一对角线两端引出输出线，输入到放大器模块的输入端。

6.如权利要求5所述的单片集成SiC MEMS压力传感器，其特征在于，所述放大器模块是全差分放大器。

7.如权利要求6所述的单片集成SiC MEMS压力传感器，其特征在于，所述全差分放大器主要由两级放大结构、源跟随器和误差放大器三部分组成，其中源跟随器和误差放大器构成了该放大器的共模反馈结构。

8.如权利要求7所述的单片集成SiC MEMS压力传感器，其特征在于，所述两级放大结构中第一级放大结构是输入管为PMOS管，用二极管连接的NMOS管作为负载的差动放大器；第二次放大结构是由8个MOS管组成的套筒式的共源共栅结构的运放。

9.权利要求1～8任一所述单片集成SiC MEMS压力传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)采用CMOS工艺在第一衬底上制备出CMOS处理电路；

2)采用等离子体增强化学气相淀积技术在第一衬底带有CMOS处理电路的一面淀积一层SiC薄膜作为结构层，并在该结构层SiC薄膜覆盖CMOS处理电路的位置形成一通孔作为电极接口；

3)在结构层SiC薄膜表面溅射一层金属作为上电极；

4)在上电极表面采用等离子体增强化学气相淀积技术淀积另一层SiC薄膜作为介质层；

5)在第二衬底上刻蚀出压力腔；

6)覆盖压力腔在第二衬底表面淀积一层金属形成下电极；

7)将第一衬底带有介质层SiC薄膜的一面和第二衬底带有下电极的一面键合在一起，

其中CMOS处理电路位于压力腔的旁边；

8)对键合后的第一衬底进行刻蚀，在压力腔上方形成深槽，露出结构层SiC薄膜。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤4)介质层形成后，刻蚀介质层、上电极和结构层形成隔离槽，露出部分CMOS处理电路。