[發(fā)明專利]一種MEMS壓力傳感器及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011597567.3 | 申請(qǐng)日： | 2020-12-30 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112284578B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-03-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 黃曉東;張鵬飛;張志強(qiáng) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 東南大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01L1/18 | 分類號(hào)： | G01L1/18;G01L9/06;B81B7/00;B81C1/00 |
| 代理公司： | 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249 | 代理人： | 吳旭 |
| 地址： | 211189 江*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 mems 壓力傳感器 及其 制備 方法 | ||
1.一種MEMS壓力傳感器，其特征在于，包括體硅層（1）、埋氧層（10）、襯底（2）、壓敏電阻（3）、第一鈍化層（5）、電極層（6）、第二鈍化層（7）；所述體硅層（1）位于襯底（2）上表面，所述埋氧層（10）位于所述體硅層（1）上表面，所述體硅層（1）內(nèi)部設(shè)有空腔（11），所述空腔（11）正上方的體硅層（1）與所述埋氧層（10）共同形成壓力敏感薄膜（8）；所述壓敏電阻（3）位于所述埋氧層（10）上表面，所述第一鈍化層（5）為位于所述埋氧層（10）上表面的長(zhǎng)方體殼體，所述長(zhǎng)方體殼體的頂部中央設(shè)有通孔（9），所述第一鈍化層（5）蓋合在所述壓敏電阻（3）上，與所述壓敏電阻（3）之間的空隙構(gòu)成隔離腔（4）；所述電極層（6）位于所述第一鈍化層（5）的上表面，并通過(guò)所述通孔（9）與所述壓敏電阻（3）連接；所述第二鈍化層（7）位于所述電極層（6）的上表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述壓力傳感器包括設(shè)置在所述埋氧層（10）上表面的共四個(gè)所述壓敏電阻（3），四個(gè)所述壓敏電阻（3）分別設(shè)置在所述空腔（11）四邊的中點(diǎn)正上方位置，每個(gè)所述壓敏電阻（3）單獨(dú)設(shè)置有所述第一鈍化層（5）、電極層（6）、第二鈍化層（7）；四個(gè)所述壓敏電阻（3）采用惠斯通電橋方式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述電極層（6）完全覆蓋所述第一鈍化層（5）的上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述第一鈍化層（5）和第二鈍化層（7）的材料和厚度均一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述襯底（2）的材料為單晶硅或玻璃，厚度為200-2000μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述壓力敏感薄膜（8）的厚度為1-50μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述第一鈍化層（5）的材料為二氧化硅或氮化硅，厚度為1-20μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述第一鈍化層（5）的材料為氫化二氧化硅或氫化氮化硅。
9.一種制備如權(quán)利要求1-8任一所述MEMS壓力傳感器的方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1：準(zhǔn)備SOI片，所述SOI片由體硅層（1）、埋氧層（10）和器件層構(gòu)成；
步驟2：通過(guò)對(duì)SOI片的器件層進(jìn)行光刻和離子注入，形成壓敏電阻（3）；
步驟3：通過(guò)剝離技術(shù)和電子束蒸發(fā)在壓敏電阻（3）的上表面和側(cè)壁制備犧牲層；
步驟4：通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和光刻在犧牲層表面制備第一鈍化層（5），并通過(guò)光刻在第一鈍化層（5）和犧牲層的中央形成通孔（9）；
步驟5：在第一鈍化層（5）的上表面通過(guò)剝離技術(shù)和電子束蒸發(fā)制備電極層（6），并通過(guò)光刻在電極層（6）和第一鈍化層（5）中形成犧牲層腐蝕孔，再通過(guò)腐蝕犧牲層在第一鈍化層（5）和壓敏電阻（3）之間形成隔離腔（4）；
步驟6：通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和光刻在電極層（6）上表面淀積形成第二鈍化層（7），所述第二鈍化層（7）密封犧牲層腐蝕孔；
步驟7：對(duì)體硅層（1）的下表面進(jìn)行光刻，形成開(kāi)放腔體；
步驟8：準(zhǔn)備一片襯底（2），通過(guò)陽(yáng)極鍵合使襯底（2）和SOI片底部貼合，形成空腔（11），完成所述MEMS壓力傳感器的制備。
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