[發明專利]具有四周介質隔離杯結構的壓力傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202011247291.6
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112067189B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 李維平;李曉波;蘭之康
• 申請（專利權）人: 南京高華科技股份有限公司
• 主分類號: G01L9/04
• 分類號: G01L9/04;G01L19/06;G01L19/14
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

本發明提供一種具有四周介質隔離杯結構的壓力傳感器及其制備方法，制備方法包括：提供襯底，在襯底上形成包井緩沖層，在包井緩沖層中形成壓敏電阻層，對壓敏電阻層進行刻蝕，得到壓敏電阻以及環繞壓敏電阻設置的介質隔離環，在壓敏電阻的四周形成介質隔離杯結構，在包井緩沖層和壓敏電阻上形成第一絕緣鈍化層，以及形成貫穿第一絕緣鈍化層的金屬化過孔，在第一絕緣鈍化層上形成金屬引線，金屬引線通過金屬化過孔與壓敏電阻電連接，以制備得到壓力傳感器。本發明能夠緩沖外界環境變化帶來的影響，大大提高器件的可靠性。另外，本發明可以有效減少電流泄漏，提高可靠性。同時，本發明可以使該結構在180℃以上的高溫穩定工作，成本低，可靠性高。

技術領域

本發明屬于壓力傳感器技術領域，具體涉及一種具有四周介質隔離杯結構的壓力傳感器及其制備方法。

背景技術

壓力傳感器是能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。

隨著科技的進一步發展，普通的壓力傳感器已不能滿足生產生活的需要，特別是在一些特殊復雜環境，比如高溫、強輻射、高振動或具有氧化和腐蝕性的特定環境，其中以高溫環境最為常見，例如，在航空航天、核能技術、石油化工、地熱勘探以及汽車電子學等領域，壓力測量經常需要在高溫環境下進行。而普通的壓力傳感器在高溫環境下容易發生損壞失效或者電流泄漏，其可靠性不高，不能在高溫環境下穩定工作。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種具有四周介質隔離杯結構的壓力傳感器及其制備方法。

本發明的一個方面，提供一種具有四周介質隔離杯結構的壓力傳感器的制備方法，所述方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成包井緩沖層；

在所述包井緩沖層中形成壓敏電阻層；

對所述壓敏電阻層進行刻蝕，得到壓敏電阻以及環繞所述壓敏電阻設置的介質隔離環；

在所述壓敏電阻的四周形成介質隔離杯結構；

在所述包井緩沖層和所述壓敏電阻上形成第一絕緣鈍化層，以及形成貫穿所述第一絕緣鈍化層的金屬化過孔；

在所述第一絕緣鈍化層上形成金屬引線，所述金屬引線通過所述金屬化過孔與所述壓敏電阻電連接，以制備得到所述壓力傳感器。

在一些可選地實施方式中，所述在所述壓敏電阻的四周形成介質隔離杯結構，包括：

在所述介質隔離環內形成第二絕緣鈍化層，以在所述壓敏電阻側壁形成介質隔離杯側部；

在所述介質隔離環底部、所述壓敏電阻底部形成第三絕緣鈍化層，所述第三絕緣鈍化層為介質隔離杯底部；其中，

所述介質隔離杯底部和所述介質隔離杯側部共同組成所述介質隔離杯結構。

在一些可選地實施方式中，所述在所述介質隔離環底部、所述壓敏電阻底部形成第三絕緣鈍化層，包括：

對所述第二絕緣鈍化層的底部進行刻蝕，以獲得元素注入窗口；

利用所述元素注入窗口，對所述第二絕緣鈍化層下方以及所述壓敏電阻兩側下方進行多次不同角度注入氧元素；

在氧氣氛圍下進行推進退火，使所述壓敏電阻下方的氧連通在一起，以形成所述第三絕緣鈍化層。

在一些可選地實施方式中，所述多次不同角度注入氧元素包括：