[实用新型]一种PN结压阻式扩散硅压力传感器

说明书

本实用新型公开了一种PN结压阻式扩散硅压力传感器，属于微电子技术领域；它包括有晶圆片，技术要点是：在晶圆片上分布有凸起的阻条器件及压焊点，在阻条器件的顶部还覆盖有电极，在晶圆片及压焊点的外表面还设置有一氧气层或氮化层。采用本结构可以降低现有的工艺/设计难度，减少工艺步骤，降可靠性高，可应用于PN结压阻式扩散硅压力传感器的制备以及SOI压力传感器的制备。

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域，具体涉及一种PN结压阻式扩散硅压力传感器，该传感器为制备PN结压阻式扩散硅压力传感器及SOI压阻式扩散硅压力传感器。

背景技术

扩散硅压力传感器由于输出信号大, 处理电路简单,而且可以测量压力、差压多面参数而受工业界的重视,近十年来迅速发展,在传感器和变送器市场占有相当大的份额,国外发达国家依靠强大的半导体工业基础对于扩散硅压力传感器机理和应用进行了深入研究,取得了大量成果。但是，现有的扩散硅压力传感器的制作过程中，对于阻条的制作都选用注入再扩散的方法，由于注入后还需要严格条件的退火，退火后存在着横向扩散等问题，给设计增加了难度。此外，由于注入工艺的限制，器件的保护层非常薄，对器件的保护能力不佳；同时，由于注入后形成的PN结形状固定，表面容易击穿，这些都影响了器件的可靠性和制作良率。

发明内容

本实用新型目的是针对现有扩散硅压力传感器的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，可靠性高的PN结压阻式扩散硅压力传感器。

本实用新型的PN结压阻式扩散硅压力传感器，其结构包括有晶圆片，其特征在于：在晶圆片上分布有凸起的阻条器件及压焊点，在阻条器件的顶部还覆盖有电极，在晶圆片及压焊点的外表面还设置有一氧气层或氮化层。

本实用新型所述的阻条器件为蛇型式结构。

本实用新型所述阻条器件的边沿形状为避免尖端放电的圆角结构，从而进一步提升了器件的击穿性能。

本实用新型有益效果及设计原理如下：

有益效果

1:制备过程结构简单，工艺窗口大；

（1）本实用新型由于用外延代替了注入，不存在横向扩散的问题，取消进行精确的扩散工艺，在设计上和工艺上都降低了制备的难度。常规制备流程下，注入后需要退火再扩散，该步骤必须精确控制温度和时间，工艺窗口很窄，同时扩散后不可避免的会出现横向扩散，其同样受到退火温度和时间的较大影响。由于存在横向扩散，在设计上就必须留出扩散余量，给设计上提出了更高的难度。

（2）对于设计方面，采用外延代替注入可以更简单的实现低浓度设计。目前扩散硅压力传感器的注入浓度分为高浓度和低浓度两种设计，高浓度设计上，注入和退火的工艺简单，但是灵敏度低，需要长的阻条，低浓度设计上，注入和退火的工艺要求很高，且需要三次注入，但是光刻及相关工艺相对简单，灵敏度较高。

2：产品可靠性高；

（1）本实用新型器件层掺杂浓度为匀质分布，器件表现更稳定。注入后的杂质是呈高斯分布，存在一个最大的掺杂浓度，必须经过再扩散才能使其尽量的平均分布，退火再扩工艺非常关键，若其存在一点波动，产品性能就会受到影响。而外延后的杂质浓度本身就是均匀分布，没有这方面风险。

（2）本实用新型器件层的保护更佳。用外延制作的阻条器件，上方可以用较厚的氧化层或者氮化层进行保护，可以做到1-2um，而注入得到的阻条器件上方只能有1000A左右的氧化层进行保护，故本实用新型制作的传感器可靠性更高，如图3所示。

（3）本实用新型器件层的抗击穿特性更好。由于传统工艺下，PN结面积大，形状固定，尤其在表面处容易击穿，本实用新型由于不使用注入，可以调节PN结的形状避免尖端放电从而提升击穿特性。此外，由于本实用新型阻条器件大部分都被氧化层保护，PN结面积大大降低，传统工艺下容易击穿的表面已经被氧化层保护，故进一步提升了击穿特性。