[發(fā)明專利]用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010183674.1
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN102261979A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊瑞芬;李剛
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州敏芯微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01L21/00
• 分類號: G01L21/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器，其特征在于：包括硅片及安裝于硅片上方的鍵合層，所述硅片包括設(shè)有感壓薄膜的頂壁、與頂壁相對的底壁、自底壁向上凹設(shè)形成的背腔及突伸入背腔內(nèi)的島結(jié)構(gòu)，所述感壓薄膜與背腔連通且位于背腔的上方，所述感壓薄膜在其應(yīng)力集中區(qū)分布有連接成惠斯通電橋的若干壓阻條；所述鍵合層為硅或者玻璃且其包括固定于硅片頂壁上的外框、位于外框內(nèi)且與感壓薄膜連通的腔體及向下突伸入腔體內(nèi)的止擋塊，所述止擋塊與感壓薄膜之間有間隙，當(dāng)感壓薄膜受到來自背腔的壓力而發(fā)生變形時，所述止擋塊可抵壓感壓薄膜以限制感壓薄膜的過度變形。

2.如權(quán)利要求1所述的用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器，其特征在于：所述島結(jié)構(gòu)的剖面為矩形或梯形。

3.如權(quán)利要求1所述的用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器，其特征在于：所述外框包括相對設(shè)置的第一側(cè)壁與第二側(cè)壁，以及連接第一、第二側(cè)壁且位于腔體上方的上壁，所述腔體位于第一、第二側(cè)壁之間，所述止擋塊與上壁一體延伸。

4.如權(quán)利要求3所述的用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器，其特征在于：所述硅片包括位于感壓薄膜兩側(cè)的邊緣硬框，所述第一、第二側(cè)壁固定于邊緣硬框上。

5.如權(quán)利要求1所述的用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器，其特征在于：所述腔體正對著感壓薄膜，所述止擋塊為多個并且具有平齊的下端面。

6.如權(quán)利要求1所述的用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器，其特征在于：所述壓阻條對稱分布在感壓薄膜上。

7.如權(quán)利要求1所述的用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器，其特征在于：所述低量程壓阻式壓力傳感器用以測量絕對壓力。

8.一種用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器的制造方法，包括如下步驟：

(a)提供硅片，在硅片的背面覆蓋作為掩膜的氧化硅和氮化硅，并用RIE刻蝕掉作為掩膜的氧化硅和氮化硅以形成膜結(jié)構(gòu)開口；

(b)去除光刻膠后腐蝕或刻蝕硅片，使得在膜結(jié)構(gòu)開口處形成一定深度；

(c)光刻出島結(jié)構(gòu)，并用RIE刻蝕掉島結(jié)構(gòu)上的氧化硅和氮化硅；

(d)去除光刻膠后繼續(xù)腐蝕或刻蝕硅片，得到所需厚度的感壓薄膜；

(e)用BOE腐蝕掉剩下的氧化硅和氮化硅；

(f)提供鍵合層，并將鍵合層固定在硅片的正面，鍵合層設(shè)置與感壓薄膜連通的腔體及向下突伸入腔體內(nèi)的止擋塊，所述止擋塊與感壓薄膜之間預(yù)留有間隙以限制感壓薄膜的過度變形。

9.如權(quán)利要求8所述的用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器的制造方法，其特征在于：還包括在感壓薄膜的應(yīng)力集中區(qū)制作用以連接成惠斯通電橋的若干壓阻條的步驟。

10.如權(quán)利要求8所述的用于真空測量的低量程壓阻式壓力傳感器的制造方法，其特征在于：所述感壓薄膜是通過KOH溶液腐蝕硅片或深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)技術(shù)處理硅片而制成。