[發(fā)明專(zhuān)利]壓力傳感器件及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310597815.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103837289A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳敏;馬清杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中航（重慶）微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01L9/06
• 分類(lèi)號(hào): G01L9/06;B81C1/00
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制作方法，尤其涉及一種壓力傳感器件及其制作方法。

背景技術(shù)

壓力傳感器通常可分為機(jī)械量壓力傳感器和微電子機(jī)械系統(tǒng)（Micro?Electro?Mechanical?System，簡(jiǎn)稱(chēng)：MEMS）壓力傳感器。

MEMS壓力傳感器是一種可以用類(lèi)似集成電路（IC）設(shè)計(jì)和制造工藝進(jìn)行高精度、低成本量產(chǎn)的器件。

傳統(tǒng)的機(jī)械量壓力傳感器是基于金屬?gòu)椥泽w受力變形，由機(jī)械量彈性變形到電量轉(zhuǎn)換輸出。其不能像MEMS壓力傳感器做得那么小。

因此，MEMS壓力傳感器得到了廣泛的應(yīng)用。

MEMS壓力傳感器包括兩大類(lèi)，分別是硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器，兩者都是在硅片上生成的微機(jī)電傳感器。

硅壓阻式壓力傳感器工作原理是在一個(gè)方形或者圓形的硅應(yīng)變薄膜上通過(guò)擴(kuò)散或者離子注入的方式在應(yīng)力集中區(qū)制作四個(gè)壓力敏感電阻，四個(gè)電阻互聯(lián)構(gòu)成惠斯頓電橋。當(dāng)有外界壓力施加在硅應(yīng)變膜上，壓敏電阻區(qū)域由于應(yīng)變膜彎曲產(chǎn)生應(yīng)力，通過(guò)壓敏電阻的壓阻特性，將應(yīng)力轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，最后通過(guò)惠斯頓電橋?qū)㈦娮柚档淖兓D(zhuǎn)換為輸出電壓，通過(guò)對(duì)輸出電壓與壓力值進(jìn)行標(biāo)定可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。

中國(guó)專(zhuān)利（CN101929898A）公開(kāi)了一種壓力傳感器件，包括：一個(gè)硅基片，所述硅基片由狹縫分割為內(nèi)板和外板；至少3個(gè)應(yīng)力集中器，所述內(nèi)板和外板之間經(jīng)應(yīng)力集中器連接；至少一個(gè)壓電結(jié)橋內(nèi)建于所述應(yīng)力集中器，構(gòu)成壓力傳感器件的電傳感部件。

中國(guó)專(zhuān)利（CN102032970B）公開(kāi)了一種MEMS壓力傳感器，包括：具有壓力傳感器諧振器元件的諧振MEMS器件，所述壓力傳感器諧振器元件包括開(kāi)口陣列。諧振MEMS器件的諧振頻率是空腔中的壓力的函數(shù)，諧振頻率隨壓力而增大。在0到0.1kPa的壓力范圍上，頻率的平均相對(duì)變化是至少10-6/Pa。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種壓力傳感器件及其制作方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種壓力傳感器件的制作方法，應(yīng)用于MEMS壓力傳感器件中，其中，所述方法包括以下步驟：

提供一具有壓阻的中間層，并于該中間層的上表面鍵合一具有通孔的正面玻璃，所述正面玻璃下表面中心位置處形成密封所述壓阻的腔體；

于所述正面玻璃暴露的表面上繼續(xù)制備一金屬層后，將一內(nèi)部設(shè)置有一背面通孔的背面玻璃鍵合于所述中間層的下表面上；并去除所述金屬層；

將鍵合有正面玻璃和背面玻璃的中間層高溫?zé)Y(jié)于一基座內(nèi)部；

其中，所述中間層的背面設(shè)置有承壓膜和質(zhì)量塊。

所述的壓力傳感器件的制作方法，其中，采用以下方法制備所述壓阻：提供一SOI襯底，所述SOI襯底包括由下至上的第一體硅層、第一絕緣層、第二體硅層、第二絕緣層，于所述第二絕緣層上依次形成電阻層、第三絕緣層；

刻蝕所述電阻層和所述第三絕緣層的中心部分形成壓阻。

所述的壓力傳感器件的制作方法，其中，所述壓阻為四個(gè)。

所述的壓力傳感器件的制作方法，其中，每個(gè)所述壓阻均為上下的雙層結(jié)構(gòu)，上層為第三絕緣層經(jīng)過(guò)刻蝕后形成，下層為電阻層經(jīng)過(guò)刻蝕后形成。

所述的壓力傳感器件的制作方法，其中，刻蝕去除所述第三絕緣層的中心部分后，繼續(xù)刻蝕電阻層，以去除電阻層中位于中心部分的部分區(qū)域，形成所述壓阻。

所述的壓力傳感器件的制作方法，其中，形成所述承壓膜和所述質(zhì)量塊的具體方法為：

將所述正面玻璃與所述SOI襯底鍵合，所述通孔暴露出部分所述第三絕緣層的上表面，所述空腔與所述電阻層和所述第三絕緣層的中心部分對(duì)準(zhǔn)；

去除所述SOI襯底背面的第一體硅層，刻蝕所述第一絕緣層和所述第二體硅層中位于所述壓阻下方的部分，使所述第二體硅層中形成承壓膜和質(zhì)量塊，去除所述第一絕緣層和所述暴露的第三絕緣層，以在所述通孔的正下方暴露出部分所述電阻層的上表面。

所述的壓力傳感器件的制作方法，其中，所述第三絕緣層的材質(zhì)為氧化硅，通過(guò)熱氧化工藝或沉積工藝制備所述第三絕緣層。

所述的壓力傳感器件的制作方法，其中，于第二絕緣層上制備一層第三體硅層，在所述第三體硅層中摻雜高劑量的硼，形成電阻層。

所述的壓力傳感器件的制作方法，其中，所述金屬層的材質(zhì)為鋁。