[發明專利]一種MEMS壓阻式壓力傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201610037420.6
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105716750B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 關淘淘;楊芳;黃賢;張大成;王瑋;姜博巖;何軍;張立;付鋒善;李丹;李睿;范澤新;趙前程;王瑋
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 俞達成

1.一種MEMS壓阻式壓力傳感器，包括：具有回旋鏢結構的硅應變膜、壓敏電阻、重摻雜接觸區、金屬引線和玻璃底座，所述硅應變膜為硅襯底背面經過背腔腐蝕工藝后形成的具有背腔的硅膜，所述回旋鏢結構位于硅應變膜的正面，為線性漸變十字梁，在靠近硅應變膜邊緣位置處尺寸小，在遠離硅應變膜邊緣位置處尺寸大；所述壓敏電阻位于回旋鏢結構的端部；所述金屬引線與重摻雜接觸區在硅應變膜的正面形成歐姆接觸；所述玻璃底座為與硅應變膜的背面進行鍵合的帶孔玻璃。

2.如權利要求1所述的MEMS壓阻式壓力傳感器，其特征在于，所述硅襯底包括N型100晶面的單晶硅片或者SOI硅片。

3.如權利要求1所述的MEMS壓阻式壓力傳感器，其特征在于，所述硅應變膜為方形或圓形，每個回旋鏢結構的端部分布一組壓敏電阻。

4.如權利要求3所述的MEMS壓阻式壓力傳感器，其特征在于，每組壓敏電阻包含4個壓敏電阻，并且對稱分布。

5.權利要求1-4任意一項所述MEMS壓阻式壓力傳感器的制備方法，其步驟包括：

1)在硅襯底正面制作壓敏電阻和重摻雜接觸區；

2)通過在硅襯底背面進行背腔腐蝕制作硅應變膜；

3)在硅應變膜正面制作引線孔和金屬引線；

4)在硅應變膜正面制作回旋鏢結構；

5)將步驟4)得到的帶有回旋鏢結構的硅應變膜與帶孔的玻璃鍵合，然后劃片，制成壓力傳感器。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中通過離子注入的方式制作壓敏電阻和重摻雜接觸區。

7.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中先雙面制作SiO₂、然后雙面制作Si₃N₄，作為背腔腐蝕掩膜，在硅片背面光刻背腔區并刻蝕出背腔腐蝕窗口，然后進行背腔腐蝕制作硅應變膜。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，制作SiO₂的工藝包括：熱氧化、APCVD、LPCVD或PECVD；制作Si₃N₄的工藝包括：APCVD、LPCVD、PECVD；背腔腐蝕工藝包括HNA、TMAH或KOH腐蝕工藝。

9.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟4)中通過干法刻蝕工藝或濕法腐蝕工藝制作回旋鏢結構；步驟5)帶有回旋鏢結構的硅應變膜與帶孔的玻璃通過陽極鍵合工藝鍵合。