[发明专利]一种MEMS压阻式压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，包括一玻璃底座和位于玻璃底座上的硅应变膜，该玻璃底座的一面含有一凹陷空腔，该硅应变膜的正面朝向该空腔；该硅应变膜包括位于正面的绝缘介质层和该绝缘介质层覆盖的硅衬底；该硅应变膜的正面的边缘均布有四个半岛结构；每个半岛结构的外边缘设有位于硅衬底上的一组压敏电阻、一组重掺杂接触区和一对金属引线，压敏电阻与重掺杂接触区串接，两端由金属引线从重掺杂接触区引出，四组压敏电阻形成惠斯通电桥。

2.如权利要求1所述的MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，硅应变膜的正面还包括位于中心部位的十字梁、圆形凸台、正方形凸台的一个，或者由十字梁与圆形凸台或正方形凸台组成的结构。

3.如权利要求1所述的MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，硅应变膜为方形，四条边各自的中部分布一个半岛结构。

4.如权利要求1所述的MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，半岛结构的外边缘为半岛结构的最窄处，半岛结构为凸字形或梯形。

5.如权利要求1所述的MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，半岛结构的外边缘处设有一个凹槽，该凹槽包括矩形槽、梯形槽、三角形槽。

6.如权利要求5所述的MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，每组压敏电阻包含四个压敏电阻条，并对称分布于半岛结构的凹槽的两侧。

7.一种MEMS压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在硅衬底正面制作相互连接的压敏电阻和重掺杂接触区，得到硅应变膜；

2)在硅应变膜的正面制作引线孔和金属引线，淀积绝缘介质层并对其进行平整化处理；

3)在硅应变膜的正面通过光刻定义半岛结构的形状，并制作半岛结构；

4)在玻璃上制作凹陷的空腔；

5)将带有半岛结构的硅应变膜的正面与玻璃带有空腔的一面进行键合；

6)对硅应变膜的反面进行减薄处理；

7)在硅应变膜的反面进行光刻，并刻蚀通孔，直至露出正面的金属引线；

8)划片，封装成压力传感器。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤3)中在硅应变膜的正面通过光刻还可定义十字梁、圆形凸台、正方形凸台的一个，或者由十字梁与圆形凸台或正方形凸台组成的结构的形状，然后进行制作。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1)中通过离子注入的方法制作压敏电阻和重掺杂接触区；

步骤2)中采用APCVD、LPCVD或PECVD方法淀积绝缘介质层，并通过CMP工艺对其进行平整化处理；

步骤3)中通过干法刻蚀工艺或湿法腐蚀工艺制作半岛结构，干法刻蚀工艺优选RIE刻蚀工艺，湿法腐蚀工艺优选KOH溶液各向异性腐蚀工艺或HNA溶液各向同性腐蚀工艺；

步骤4)中通过干法刻蚀或湿法腐蚀的方法在玻璃片上制作空腔；

步骤5)中通过阳极键合工艺将硅应变膜的正面与玻璃带有空腔的一面进行键合；

步骤6)中通过湿法腐蚀或者化学机械抛光的方法对硅应变膜的方面进行减薄处理；

步骤7)中通过干法刻蚀工艺或湿法腐蚀工艺刻蚀通孔，干法刻蚀工艺优选RIE刻蚀工艺。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，硅衬底选用N型(100)晶面的单晶硅片或者SOI硅片；金属引线选用Al、Cr/Au、或Ti/Au材料；绝缘介质层选用SiO₂、Si₃N₄或有机材料。