[发明专利]一种电容式压力传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种电容式压力传感器，包括

衬底层，所述衬底层具有可动极板区；

绝缘层，所述绝缘层位于所述衬底层上方，所述绝缘层包括第一腔体，所述第一腔体位于所述可动极板区的上方，并贯穿所述绝缘层；

器件层，所述器件层位于所述绝缘层上方，所述器件层包括固定极板区，所述固定极板区位于所述第一腔体上方，所述固定极板区具有贯穿所述器件层的多个微孔，所述微孔的直径为2-5μm；以及，

封装层，所述封装层位于所述器件层上方，所述封装层包括第二腔体，所述第二腔体位于所述固定极板区上方；其中，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述多个微孔连通，以形成真空腔；

其中，所述传感器还包括贯穿所述封装层、所述器件层和所述绝缘层的第一引线孔；以及，贯穿所述封装层的第二引线孔；并且

所述第一引线孔和所述第二引线孔均位于所述真空腔外侧。

2.如权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述传感器还包括贯穿所述器件层的隔离槽，所述隔离槽设置为包围所述固定极板区。

3.如权利要求2所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述第一引线孔位于所述隔离槽所包围的区域的外部。

4.如权利要求2或3所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述传感器还包括设置于衬底层上且位于所述第一引线孔内的第一焊盘，以及设置于器件层上且位于所述第二引线孔内的第二焊盘；

其中，所述第二焊盘位于所述隔离槽所包围的区域的内部。

5.如权利要求1-3任一项所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述衬底层还包括设置于所述可动极板区中的突出部。

6.如权利要求5所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述突出部的尺寸小于所述可动极板区的尺寸。

7.如权利要求5所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述突出部的厚度至少是未形成突出部的所述可动极板区的厚度的6倍。

8.如权利要求5所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述第二腔体的表面沉积有吸气剂。

9.如权利要求5所述的电容式压力传感器，其特征在于，微孔之间的间距为10-20μm。

10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的电容式压力传感器的方法，所述方法包括：

S1：提供绝缘体上硅片，所述绝缘体上硅片包括衬底层、绝缘层和器件层；

S2：刻蚀衬底层，以在所述衬底层上形成带有突出部的可动极板区；

S3：刻蚀器件层，以在所述器件层上形成具有贯穿所述器件层的多个微孔的固定极板区以及器件层引线孔，所述微孔的直径为2-5μm；

S4：利用器件层固定极板区的微孔和器件层引线孔，采用腐蚀液腐蚀绝缘层，以在器件层微孔区的下方形成贯穿绝缘层的第一腔体以及在器件层引线孔下方形成绝缘层引线孔；

S5：提供封装层，所述封装层包括第二腔体和分别位于第二腔体外侧的第一封装层引线孔和第二封装层引线孔；以及

S6：采用阳极键合真空封装工艺将封装层与器件层上表面对准键合，其中，使第二腔体与绝缘层中的第一腔体对准，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述多个微孔连通以形成真空腔；使所述第一封装层引线孔和所述器件层引线孔以及绝缘层引线孔对准，所述第一封装层引线孔、所述器件层引线孔以及绝缘层引线孔相互连通以形成第一引线孔；所述第二封装层引线孔形成第二引线孔。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，刻蚀器件层还包括：在器件层中通过刻蚀形成包围固定极板区的器件层隔离槽。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括：分别在第一引线孔内和第二引线孔内沉积金属，以形成第一焊盘和第二焊盘。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤S4还包括：

在采用腐蚀液腐蚀绝缘层之后，对形成的器件进行烘干；

在所述衬底层的下表面贴合另一绝缘层；

在器件层和另一绝缘层之间施加直流电压，直至衬底层的可动极板区与器件层的微孔区完全分离；

移除直流电压，移除贴合的另一绝缘层。