[发明专利]一种差压压力传感器的制备方法

说明书

本发明公开了一种差压压力传感器的制备方法，解决了感压薄膜较薄时线性度和可靠性较差的问题。该制备方法包括：制备带有腔体的绝缘体晶圆，该带有腔体的绝缘体晶圆包括依次叠置的器件层、氧化层和衬底层，衬底层和氧化层之间包括位于衬底层内的环形腔体；在器件层的表面制备压敏电阻；刻蚀掉环形腔体的正投影范围内的部分衬底层至露出环形腔体。

技术领域

本发明涉及微机电系统制造技术领域，具体涉及一种差压压力传感器的制备方法。

背景技术

压力传感器是微机电系统传感器中最早出现和应用的产品之一，其中差压压力传感器凭借其输出信号大、后续处理简单、适合大批量生产等优点被广泛关注。

为了保障差压压力传感器的灵敏度通常会将感压薄膜制备得很薄，尤其是微差压压力传感器。这样一来，一方面导致了差压压力传感器的线性度下降，另一方面也降低了差压压力传感器的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明致力于提供一种差压压力传感器的制备方法，以解决差压压力传感器的感压薄膜较薄时线性度和可靠性较差的问题。

本发明提供了一种差压压力传感器的制备方法，包括：制备带有腔体的绝缘体晶圆，该带有腔体的绝缘体晶圆包括依次叠置的器件层、氧化层和衬底层，衬底层和氧化层之间包括位于衬底层内的环形腔体；在器件层的表面制备压敏电阻；刻蚀掉环形腔体的正投影范围内的部分衬底层至露出环形腔体。

在一个实施例中，制备带有腔体的绝缘体晶圆包括：制备带岛晶圆，带岛晶圆的正面包括第一凹槽和被第一凹槽包围的第一凸岛；提供绝缘体晶圆，绝缘体晶圆的正面包括第一硅层；将绝缘体晶圆的正面和带岛晶圆的正面贴合；从绝缘体晶圆的背面向下刻蚀至露出第一硅层。

在一个实施例中，制备带岛晶圆包括：提供晶圆；对晶圆的第一表面进行热氧化形成第一二氧化硅层；从第一二氧化硅层向下刻蚀至晶圆内部形成环形凹槽，刻蚀掉剩余的第一二氧化硅层。

在一个实施例中，在对晶圆的第一表面进行热氧化形成第一二氧化硅层之后，进一步包括：对晶圆的第二表面进行热氧化形成第二二氧化硅层。

在一个实施例中，刻蚀掉环形腔体的正投影范围内的部分衬底层至露出环形腔体包括：采用光刻或等离子体刻蚀工艺刻蚀掉环形腔室的正投影范围内的第二二氧化硅层；以剩余的第二二氧化硅层作掩膜，进行深反应离子刻蚀或等离子体刻蚀至露出环形腔体。

在一个实施例中，将绝缘体晶圆的正面和带岛晶圆的正面贴合包括：对绝缘体晶圆的正面进行热氧化形成第三二氧化硅层；将绝缘体晶圆倒置使其背面朝上，对绝缘体晶圆的正面和带岛晶圆的正面进行二氧化硅-硅键合。

在一个实施例中，第一凹槽的深度为20～50微米。

在一个实施例中，进一步包括：在器件层的表面刻蚀第二凹槽形成第二凸岛，压敏电阻位于第二凸岛上；刻蚀掉环形腔体的正投影范围内剩余的衬底层和氧化层至露出器件层。

在一个实施例中，第二凸岛为十字形、矩形或圆形。

在一个实施例中，差压压力传感器包括微差压压力传感器。

根据本发明提供的差压压力传感器的制备方法，可以在感压薄膜的下方形成凸岛，增加了感压薄膜在凸岛处的厚度，从而提高了差压压力传感器的线性度和可靠性。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的差压压力传感器的制备方法的流程图。

图2a～图2i所示为本发明一实施例提供的带有腔体的绝缘体晶圆的制备过程中得到的器件结构的截面示意图。

图3a-图3e所示为本发明一实施例提供的利用带有腔体的绝缘体晶圆制备差压压力传感器的过程中的器件结构示意图。