[发明专利]一种电容式MEMS传感器的加工方法及传感器结构

权利要求书

1.一种电容式MEMS传感器的加工方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤S1、提供硅晶圆衬底，在所述硅晶圆衬底上进行图样加工；

步骤S2、采用干法刻蚀按照图样形状，在所述硅晶圆衬底上刻蚀深槽或深孔；

步骤S3、对所述硅晶圆衬底在高温无氧环境下进行退火处理，使硅晶圆衬底表面硅原子发生迁移，形成第一悬空硅膜、第二悬空硅膜以及位于第一悬空硅膜与第二悬空硅膜之间的第一空腔、位于第二悬空硅膜与所述硅晶圆衬底之间的第二空腔；

步骤S4、于所述硅晶圆衬底表面光刻图形，并按照光刻图形的形状通过干法刻蚀将第一悬空硅膜刻穿，使原第一悬空硅膜形成悬空薄膜结构，并保证该悬空薄膜结构通过连接结构与所述硅晶圆衬底连接；

步骤S5、利用半导体加工方式制作电隔离结构，使得悬空薄膜与所述硅晶圆衬底连接处完全电隔离：

步骤S6、淀积密封半导体材料，并覆盖整个硅晶圆衬底表面形成密封层，使所述密封层密封之前刻蚀开的结构；

步骤S7、在所述密封层上光刻图形，去除图形内的所述密封半导体材料和电隔离结构，使得最上层硅膜以及部分硅晶圆衬底显露；

步骤S8、淀积导电半导体材料，在所述硅晶圆衬底表面形成导电材料层，通过之前刻蚀的开口，实现最上层硅膜、衬底与导电材料层之间的电接触；

步骤S9、光刻图形,刻除密封层以及导电材料层，使所述第一悬空硅膜、硅晶圆与其余密封层和导电材料层实现绝缘；

步骤S10、在所述导电材料层外部淀积半导体绝缘层；

步骤S11、图形化后刻蚀并显露导电材料层；

步骤S12、淀积金属电极并图形化；

步骤S13、再次图形化，将第一悬空硅膜刻穿，形成进气口结构。

2.根据权利要求1所述的电容式MEMS传感器的加工方法，其特征在于，步骤S1中所述硅晶圆衬底采用<100>晶向的硅晶圆、<110>晶向的硅晶圆或<111>晶向的硅晶圆。

3.根据权利要求2所述的电容式MEMS传感器的加工方法，其特征在于，步骤S2中所述图样形状可以为矩形、正方形、六边形或圆形中的一种或任意几种的组合。

4.根据权利要求3所述的电容式MEMS传感器的加工方法，其特征在于，步骤S3中所述高温无氧环境为：温度在1000℃～1300℃，在真空环境或氩气环境或氢气环境，退火时长为5min～60min。

5.根据权利要求4所述的电容式MEMS传感器的加工方法，其特征在于，步骤S4中所述连接结构为横截面宽度小于或等于4微米的细长条形连接件。

6.根据权利要求5所述的电容式MEMS传感器的加工方法，其特征在于，步骤S6中所述淀积密封半导体材料工艺为化学气相沉积。

7.根据权利要求6所述的电容式MEMS传感器的加工方法，其特征在于，步骤S14中所述干法刻蚀为深反应离子刻蚀技术(DRIE)，所述进气口结构为深槽或深孔。

8.一种电容式MEMS传感器，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的电容式MEMS传感器的加工方法加工而成。