[发明专利]MEMS压力传感器及制备方法

权利要求书

1.MEMS压力传感器，其特征在于，包括：

压力传感器敏感膜层（16），其下表面设有压敏电阻（15）和金属引线，其上表面设有波纹结构（18），所述压力传感器敏感膜层（16）的厚度为2μm-100μm；

结构支撑层（9），其上表面设有硅槽（3），其下表面设有环形隔离槽（7）和四个Pad点（8），所述硅槽（3）内设有阵列分布的硅柱（4），所述硅柱（4）的高度低于所述硅槽（3）的深度，还设有四个贯穿所述结构支撑层（9）的通孔（5），四个所述Pad点（8）和四个所述通孔（5）分别均匀设置于所述环形隔离槽（7）的外围，所述结构支撑层（9）的上下表面和所述通孔（5）内均布设有金属引线，实现上表面与下表面的Pad点（8）电连接；以及

电路板（19），其上表面设有焊盘（21）；

所述压力传感器敏感膜层（16）的下表面与所述结构支撑层（9）的上表面键合连接，所述压敏电阻（15）和对应的金属引线密封在所述硅槽（3）围成的范围之内，所述电路板（19）的上表面与所述结构支撑层（9）的下表面焊接相连；

MEMS压力传感器的制备方法，包括如下步骤：

制作结构支撑层（9）：

利用多层掩膜和干法刻蚀技术在单晶硅（1）的上表面加工硅槽（3）和硅柱（4）；

加工贯穿所述单晶硅（1）的四个通孔（5）；

在所述单晶硅（1）的下表面制作环形隔离槽（7）；

在所述单晶硅（1）的上下表面制作二氧化硅绝缘层；

利用溅射和电镀在上下两层所述二氧化硅绝缘层表面及四个所述通孔（5）内布设金属引线，并在下层所述二氧化硅层的表面制作四个Pad点（8）；

制备压力传感器敏感膜层（16）；

准备SOI硅片（10），所述SOI硅片自下至上依次包括硅器件层（11）、绝缘层（12）和硅支撑层（13）；利用扩散或离子注入技术在所述硅器件层（11）下表面制作压敏电阻（15）；

利用溅射或电镀的方法在所述硅器件层（11）下表面制作金属引线；

在所述硅器件层（11）下表面沉积二氧化硅绝缘层，然后利用溅射或电镀的方法在所述二氧化硅绝缘层上制备粘附金属层；在结构支撑层（9）上表面制作二氧化硅绝缘层及金属粘附层；

将所述硅器件层（11）下表面与所述结构支撑层（9）的上表面进行低温无静电金属键合；

采用干法刻蚀或湿法腐蚀的方法，去除所述硅支撑层（13）和所述绝缘层（12）；

在所述硅器件层（11）上表面制备波纹结构（18）；所述波纹结构（18）为嵌设在所述压力传感器敏感膜层（16）上表面的多个大小不同且层层嵌套的回字形凹槽；

电路板（19）焊接封装在所述结构支撑层（9）下表面；

在焊接空隙填充低应力绝缘导热流体胶（22）。

2.如权利要求1所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述硅槽（3）为矩形结构，其四个内角均为圆角。

3.如权利要求1所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述电路板（19）上的所述焊盘（21）的数量为四个，与四个所述Pad点（8）的位置一一对应。

4.如权利要求1所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述低温无静电金属键合的温度为400℃以下。