[發明專利]MEMS壓力傳感器陣列、其制作方法及壓力測量方法

有效

• 申請號: 201210564055.6
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103063350A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 黎坡
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: G01L9/12
• 分類號: G01L9/12;B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，包括：

位于同一芯片的n個MEMS壓力傳感器，n≥2，每個所述MEMS壓力傳感器具有第一電極、適于用作第二電極的圖形化的敏感薄膜及兩者之間形成的空腔，各MEMS壓力傳感器的空腔內的壓強分別為P₁、P₂…P_n，其中，P₁、P₂....P_n互不相等。

2.根據權利要求1所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，所述芯片上具有同一大小的空腔內壓強P₁、P₂…P_n的MEMS壓力傳感器具有至少兩個。

3.根據權利要求1所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，所述芯片上空腔內壓強逐漸變大的各MEMS壓力傳感器中，每兩大小相鄰壓強之間的差值相等，或空腔內壓強P₁、P₂…P_n在某一壓強附近密集排布，越遠離該壓強，排布越稀疏。

4.根據權利要求1所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，所述芯片上各MEMS壓力傳感器的空腔內的壓強P₁、P₂…P_n的范圍為0MPa到2MPa。

5.根據權利要求4所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，所述芯片上空腔內壓強逐漸變大的各MEMS壓力傳感器中，每兩大小相鄰壓強之間的差值為0.2MPa或0.5MPa，或空腔內壓強P₁、P₂…P_n在1MPa附近密集排布，越遠離1MPa壓強，排布越稀疏。

6.根據權利要求1至5任一項所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，還包括選擇輸出模塊，所述選擇輸出模塊用于輸出所述芯片上空腔內壓強分別為P₁、P₂…P_n的各MEMS壓力傳感器中，其空腔內壓強與MEMS壓力傳感器陣列所在環境壓強P’最接近的該個MEMS壓力傳感器的測量值。

7.根據權利要求1至5任一項所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，還包括選擇工作模塊，所述選擇工作模塊用于選擇所述芯片上空腔內壓強分別為P₁、P₂…P_n的各MEMS壓力傳感器中，其空腔內壓強與MEMS壓力傳感器陣列所在環境壓強P’最接近的該個MEMS壓力傳感器進行測量。

8.根據權利要求1所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，每個MEMS壓力傳感器中：

所述第一電極位于半導體襯底上；

適于用作第二電極的所述圖形化的敏感薄膜設置在所述半導體襯底上方，所述圖形化的敏感薄膜上部分區域具有覆蓋層；

所述第一電極與所述圖形化的敏感薄膜之間的空腔至少與部分所述第一電極及部分圖形化的敏感薄膜交疊，所述空腔上的敏感薄膜的部分區域未覆蓋所述覆蓋層；

其中，所述圖形化的敏感薄膜具有溝槽，所述溝槽的一部分與部分所述空腔交疊，其余部分設置在所述空腔外的區域上，填充在所述溝槽內的覆蓋層內部形成有由空洞構成的第一通道，所述第一通道的一端與所述空腔連通，另一端與設置在所述第一通道上方并穿過所述覆蓋層的第二通道連通。

9.根據權利要求8所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，還包括設置在所述半導體襯底上方的圖形化的第一介電層，所述圖形化的第一介電層內設置有所述空腔，所述圖形化的敏感薄膜設置在所述圖形化的第一介電層及空腔頂部上方。

10.根據權利要求8所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，所述圖形化的敏感薄膜設置在所述半導體襯底、空腔側壁及空腔頂部上方。

11.根據權利要求8所述的MEMS壓力傳感器陣列，其特征在于，還包括設置在所述覆蓋層上方的第二介電層，所述第二通道貫穿所述第二介電層并穿過所述覆蓋層。