[發明專利]具有晶圓級自密封真空腔結構的壓力傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110065511.1
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112393838A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 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: G01L9/02
• 分類號: G01L9/02;G01L19/00;G01L1/20
• 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

1.一種具有晶圓級自密封真空腔結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

提供襯底；

在所述襯底沿其厚度方向的第一表面形成預定深度的腔體；

在所述襯底的所述第一表面以及所述腔體中形成犧牲層，并對所述犧牲層進行平坦化處理；

在所述平坦化處理后的犧牲層上形成支撐層，圖形化所述支撐層獲得第一過孔；

通過所述第一過孔去除掉所述腔體中的犧牲層，形成空腔；

在所述圖形化后的支撐層上形成密封絕緣層，以對所述空腔進行真空密封，形成真空密封腔；

在所述密封絕緣層上形成壓敏單元，所述壓敏單元與所述真空密封腔相對應，以制備得到所述壓力傳感器。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述圖形化后的支撐層上形成密封絕緣層，包括：

采用高密度等離子體化學氣相淀積技術，在所述圖形化后的支撐層上沉積硅酸乙酯，形成所述密封絕緣層。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述高密度范圍為10¹¹~10¹² /cm³（2~10mT）。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封絕緣層的厚度范圍為2μm ~10μm。

5.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述通過所述第一過孔去除掉所述腔體中的犧牲層，形成空腔，包括：

通過所述第一過孔向所述腔體內提供氟化氫等離子氣體，以刻蝕掉所述腔體中的犧牲層，形成所述空腔，其中，所述第一過孔的直徑范圍為0.5μm ~0.8μm。

6.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述在所述密封絕緣層上形成壓敏單元，包括：

在所述密封絕緣層上形成多晶硅層；

在所述多晶硅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電阻隔離環；

在所述多晶硅層和所述壓敏電阻上形成絕緣鈍化層，圖形化所述絕緣鈍化層形成第二過孔；

在所述圖形化后的絕緣鈍化層上形成金屬引線，所述金屬引線通過所述第二過孔與所述壓敏電阻電連接。

7.一種具有晶圓級自密封真空腔結構的壓力傳感器，其特征在于，所述壓力傳感器包括：

襯底，所述襯底沿其厚度方向的第一表面設置有空腔；

犧牲層，所述犧牲層設置在所述第一表面除所述空腔以外的位置處；

支撐層，所述支撐層設置在所述犧牲層和所述空腔上，所述支撐層上設置有第一過孔；

密封絕緣層，所述密封絕緣層設置在所述支撐層上，以密封所述空腔，獲得真空密封腔；

壓敏單元，所述壓敏單元設置在所述密封絕緣層上，所述壓敏單元與所述真空密封腔相對應。

8.根據權利要求7所述的壓力傳感器，其特征在于，所述密封絕緣層的材料為硅酸乙酯。

9.根據權利要求7所述的壓力傳感器，其特征在于，所述密封絕緣層的厚度范圍為2μm~10μm。

10.根據權利要求7至9任一項所述的壓力傳感器，其特征在于，所述壓敏單元包括：

多晶硅層，所述多晶硅層設置在所述密封絕緣層上；

壓敏電阻，所述壓敏電阻設置在所述多晶硅層中；

電阻隔離環，所述電阻隔離環圍設在所述壓敏電阻四周；

絕緣鈍化層，所述絕緣鈍化層設置在所述多晶硅層和所述壓敏電阻上，并且所述絕緣鈍化層上設置有第二過孔；

金屬引線，所述金屬引線設置在所述絕緣鈍化層上，并通過所述第二過孔與所述壓敏電阻電連接。