CN104655334B - Mems压力传感器及其形成方法 - Google Patents

Abstract

一种MEMS压力传感器及其形成方法，形成方法包括：提供包括第一表面和第二表面的第一衬底，第一衬底包括导电层，导电层位于第一衬底的第一表面一侧；提供包括第三表面和第四表面的第二衬底，第二衬底包括第二基底和压敏电极，第二衬底包括压力传感区，压敏电极位于压力传感区内，压敏电极位于第二衬底的第三表面一侧；将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定，并在第一衬底与第二衬底的压力传感区之间形成空腔；去除第二基底，形成与第二衬底的第三表面相对的第五表面；自第二衬底的第五表面一侧形成贯穿至导电层的第一导电插塞，实现导电层与压敏电极形成电连接。MEMS压力传感器的性能和可靠性提高、尺寸缩小、工艺成本降低。

Description

MEMS压力传感器及其形成方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种MEMS压力传感器及其形成方法。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro Mechanical System，简称MEMS)是一种获取信息、处理信息和执行操作的集成器件。微机电系统中的传感器能够接收压力、位置、速度、加速度、磁场、温度或湿度等外部信息，并将所获得的外部信息转换成电信号，以便于在微机电系统中进行处理。常见的微机电系统包括温度传感器、压力传感器和湿度传感器等。

对于MEMS压力传感器来说，其尺寸更微小、且工艺精度，而且其制作工艺能够与集成电路芯片的制造工艺兼容，因而使性价比大幅提高。目前的MEMS压力传感器包括压阻式压力传感器和电容式压力传感器。

其中，电容式压力传感器具有较高的测量精度和较低的功耗。常规的电容式压力传感器包括：衬底；位于衬底表面的第一电极层；位于衬底和第一电极层表面的第二电极层，所述第一电极层和第二电极层之间具有空腔，所述空腔使第一电极层和第二电极层电隔离。

所述第一电极层、第二电极层以及空腔构成电容结构，当所述第二电极层在受到压力时，所述第二电极层会发生形变，导致所述第一电极层和第二电极层之间的距离发生变化，造成所述电容结构的电容值发生改变。由于所述第二电极层受到的压力与所述电容结构的电容值相对应，因此能够将第二电极层受到的压力转化为所述电容结构输出的电信号。

而所述压力传感器芯片还需要与信号处理电路实现电信号的传输，以便对压力传感器芯片输出的电信号进行处理，因此，需要对将所述压力传感器芯片与信号处理电路芯片进行系统封装以形成MEMS电容式压力传感器。

在现有的MEMS压力传感器制作方法中，集成压力传感器芯片和信号处理电路的工艺采用的工艺区别较大，实现单片集成的难度较大。同时，在单一衬底同时制作集成电路和压力传感器时，压力传感器的存在对集成电路的发展起到了阻碍的作用，在同一衬底上集成电路的存在也给小尺寸压力传感器的制作造成了困难。因此，用单一衬底作集成电路和压力传感器的制程较为复杂，所形成的器件尺寸较大，造成制造成本的提高。

在单一衬底上制作集成的压力传感器和电路时，如果先制作压力传感器的部件，后制作电路，压力传感器的工艺往往对衬底造成影响，导致集成电路制作的困难的成品率的降低。如果先制作集成电路，后制作压力传感器，集成电路的存在对压力传感器材料的选择以及加工工艺的温度有很大的限制，从而严重降低压力传感器的性能。

因此，急需一种可以有效集成压力传感器和集成电路的方法和结构。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种MEMS压力传感器及其形成方法，所述MEMS压力传感器制作方法中，制作工艺相互独立，材料选择自由，成品率高，后续集成方法简单，从而形成的集成压力传感器性能和可靠性提高、尺寸缩小、工艺成本降低。

为解决上述问题，本发明提供一种MEMS压力传感器的形成方法，包括：提供第一衬底，所述第一衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述第一衬底包括至少一层导电层，所述导电层位于所述第一衬底的第一表面一侧；提供第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第四表面，所述第二衬底包括第二基底以及位于第二基底上的压敏电极，所述第二衬底包括压力传感区，所述压敏电极位于所述压力传感区内，所述压敏电极位于所述第二衬底的第三表面一侧；将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定；在所述第一衬底与第二衬底的压力传感区之间形成空腔；去除所述第二基底，形成与所述第二衬底的第三表面相对的第五表面；自所述第二衬底的第五表面一侧形成贯穿至至少一层所述导电层的第一导电插塞，所述第一导电插塞用于将所述导电层与压敏电极形成电连接。

可选的，所述第二衬底内还包括固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

可选的，所述第一衬底内还包括固定电极，所述固定电极位于所述第一衬底的第一表面一侧；在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述固定电极与压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

可选的，所述空腔的形成步骤包括：在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之前，形成第一开口，所述第一开口位于所述第二衬底的第三表面一侧或第一衬底的第一表面一侧，或者所述第一衬底的第一表面一侧和第二衬底第三表面一侧均具有第一开口，所述第一开口的位置与所述压力传感区的位置对应。

可选的，所述第一衬底还包括电路。

可选的，所述第二衬底的形成步骤包括：提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括基底、位于基底表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的半导体层；刻蚀所述半导体层以形成压敏电极，所述基底为第二基底。

可选的，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层；或者，所述第一衬底包括位于所述第一表面一侧的第一结合层；或者，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层，且所述第一衬底包括位于第一表面一侧的第一结合层。

可选的，在所述第一结合层和第二结合层中，至少一者的材料包括绝缘材料。

可选的，将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定工艺为粘结工艺；所述第一结合层或第二结合层为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

可选的，将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定工艺为键合工艺。

可选的，所述第一衬底还包括自测电极，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述自测电极的位置与所述压力传感区的位置对应。

可选的，所述第二衬底还包括参考单元区；在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，还在所述第一衬底与第二衬底的参考单元区之间形成空腔，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区的第二衬底比压力传感区的第二衬底具有更小的形变。

可选的，形成贯通所述第一衬底的第二开口，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述第二开口的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

可选的，还包括：形成自所述第一衬底的第二表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第四导电插塞。

相应的，本发明还提供一种MEMS压力传感器的形成方法，包括：提供第一衬底，所述第一衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述第一衬底包括至少一层导电层，所述导电层位于所述第一衬底的第一表面一侧；提供第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第四表面，所述第二衬底包括第二基底以及位于第二基底上或内部的压敏电极，所述第二衬底包括压力传感区，所述压敏电极位于所述压力传感区内，所述压敏电极位于所述第二衬底的第三表面一侧；将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定；在所述第一衬底与第二衬底的压力传感区之间形成空腔；对所述第二衬底的第四表面进行减薄，去除部分厚度的第二基底，形成与所述第二衬底的第三表面相对的第五表面；自所述第二衬底的第五表面一侧形成贯穿至至少一层所述导电层的第一导电插塞，所述第一导电插塞用于将所述导电层与压敏电极形成电连接。

可选的，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

可选的，所述第一衬底内还具有固定电极，所述固定电极位于所述第一衬底的第一表面一侧；在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述固定电极与导电压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

可选的，所述空腔的形成步骤包括：在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之前，形成第一开口，所述第一开口位于所述第二衬底的第三表面一侧或第一衬底的第一表面一侧，或者所述第一衬底的第一表面一侧和第二衬底第三表面一侧均具有第一开口，所述第一开口的位置与所述压力传感区的位置对应。

可选的，所述第一衬底还包括电路。

可选的，在对所述第二衬底的第四表面进行减薄之后，在所述第二衬底内形成第三开口，且所述第三开口的位置与压力传感区对应。

可选的，所述第二衬底的形成步骤包括：提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括基底、位于基底表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的半导体层；刻蚀所述半导体层以形成压敏电极，所述基底为第二基底。

可选的，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层；或者，所述第一衬底包括位于所述第一表面一侧的第一结合层；或者，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层，且所述第一衬底包括位于第一表面一侧的第一结合层。

可选的，在所述第一结合层和第二结合层中，至少一者的材料包括绝缘材料。

可选的，将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定工艺为粘结工艺；所述第一结合层或第二结合层为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

可选的，将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定工艺为键合工艺。

可选的，所述第一衬底还包括自测电极，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述自测电极的位置与所述压力传感区的位置对应。

可选的，所述第二衬底还包括参考单元区；在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，还在所述第一衬底与第二衬底的参考单元区之间形成空腔，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区的第二衬底比压力传感区的第二衬底具有更小的形变。

可选的，形成贯通所述第一衬底的第二开口，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述第二开口的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

可选的，还包括：在所述第二衬底的第五表面一侧形成至少一个贯穿第二基底的第五通孔，所述第五通孔的位置与压力传感区对应。

可选的，还包括：形成自所述第一衬底的第二表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第四导电插塞。

相应的，本发明还提供一种MEMS压力传感器，包括：第一衬底，所述第一衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述第一衬底包括至少一层导电层，所述导电层位于所述第一衬底的第一表面一侧；第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第五表面，所述第二衬底包括压敏电极，所述第二衬底包括压力传感区，所述压敏电极位于所述压力传感区内；所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定；所述第一衬底与第二衬底的压力传感区之间具有空腔；自所述第二衬底的第五表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第一导电插塞，所述第一导电插塞用于使所述导电层与压敏电极电连接。

可选的，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

可选的，所述第一衬底内还具有固定电极，所述固定电极位于所述第一衬底的第一表面一侧，所述固定电极与压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

可选的，所述第一衬底还包括电路。

可选的，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层；或者，所述第一衬底包括位于所述第一表面一侧的第一结合层；或者，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层，且所述第一衬底包括位于第一表面一侧的第一结合层。

可选的，在所述第一结合层和第二结合层中，至少一者的材料包括绝缘材料。

可选的，所述第一结合层或第二结合层为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

可选的，所述第一结合层为键合层；或者，所述第二结合层为键合层；或者，所述第一结合层和第二结合层为键合层。

可选的，所述第一衬底还包括自测电极，所述自测电极的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

可选的，所述第二衬底还包括敏参考单元区；所述第一衬底与第二衬底的参考单元区之间也具有空腔，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区的第二衬底比压力传感区的第二衬底具有更小的形变。

可选的，还包括：贯通所述第一衬底的第二开口，所述第二开口的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

可选的，还包括：自所述第一衬底的第二表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第四导电插塞。

相应的，本发明还提供一种MEMS压力传感器，包括：第一衬底，所述第一衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述第一衬底包括至少一层导电层，所述导电层位于所述第一衬底的第一表面一侧；第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第五表面，所述第二衬底包括第二基底以及位于第二基底上或内部的压敏电极，所述第二衬底包括压力传感区，所述压敏电极位于所述压力传感区内；所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定；所述第一衬底与第二衬底的压力传感区之间具有空腔；自所述第二衬底的第五表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第一导电插塞，所述第一导电插塞用于使所述导电层与压敏电极电连接。

可选的，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

可选的，所述第一衬底内还具有固定电极，所述固定电极位于所述第一衬底的第一表面一侧，所述固定电极与导电压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

可选的，所述第一衬底还包括电路。

可选的，所述第二衬底内具有第三开口，且所述第三开口的位置与压力传感区对应。

可选的，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层；或者，所述第一衬底包括位于所述第一表面一侧的第一结合层；或者，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层，且所述第一衬底包括位于第一表面一侧的第一结合层。

可选的，在所述第一结合层和第二结合层中，至少一者的材料包括绝缘材料。

可选的，所述第一结合层或第二结合层为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

可选的，所述第一结合层为键合层；或者，所述第二结合层为键合层；或者，所述第一结合层和第二结合层为键合层。

可选的，所述第一衬底还包括自测电极，所述自测电极的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

可选的，所述第二衬底还包括敏参考单元区；所述第一衬底与第二衬底的参考单元区之间也具有空腔，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区的第二衬底比压力传感区的第二衬底具有更小的形变。

可选的，形成贯通所述第一衬底的第二开口，所述第二开口的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

可选的，还包括：至少一个位于所述第二衬底的第五表面一侧并贯穿第二基底的第五通孔，所述第五通孔的位置与压力传感区对应。

可选的，还包括：自所述第一衬底的第二表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第四导电插塞。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的一种形成方法中，提供包括导电层的第一衬底、以及包括压敏电极的第二衬底；而所述导电层位于第一衬底的第一表面一侧，所述压敏电极位于第二衬底的第三表面一侧；通过将所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定，能够形成第一衬底与第二衬底的叠层结构。所述导电层能够用于对包括所述压敏电极的电容所输出的电信号进行传输，而为了使所述导电层与包括所述压敏电极的电容之间能够实现电连接，需要在去除第二基底并形成于第三表面相对的第五表面之后，形成第二衬底的第五表面贯穿至导电层的第一导电插塞；由于所述第二衬底的第五表面暴露出所述第一导电插塞，因此后续易于形成与所述第一导电插塞顶部以及压敏电极电连接的第一导电结构，从而实现所述压敏电极与导电层之间的电连接。

由于所述导电层形成于第一衬底内，所述压敏电极形成于第二衬底内，并通过使第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定，以形成第一衬底与第二衬底重叠，从而避免了在同一基底上方逐层形成导电层、固定电极、与固定电极对应的压敏电极、以及与所述压敏电极与固定电极之间的空腔的步骤，能够降低工艺难度，尤其是形成空腔的工艺难度。而且，能够避免形成第一衬底的工艺温度限制影响第二衬底的制造工艺，所述第二衬底以及内部的压敏电极的材料以及工艺选择更广泛，所形成的压敏电极的灵敏度也相应提高。

由于所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面直接接触，则所述第一表面与第三表面的接触面积较大，使得第一衬底和第二衬底之间的相互支撑强度更高，所述第一衬底和第二衬底不易发生弯折、断裂或形变，使得所形成的压力传感器的结构更为稳定，耐用性得到提高。

其次，上述方法导致由第二衬底的第四表面至第一衬底的第二表面之间的距离较小，有利于使所形成的压力传感器的尺寸减小，而且能够使制造成本降低。

而且，由于通过形成自第二衬底的第五表面贯穿至导电层的第一导电插塞来实现导电层与包括压敏电极的电容之间的电连接，则无需在第一衬底第一表面与第二衬底第三表面之间设置额外的导电层，能够避免所述额外的导电层在第一表面和第三表面之间产生应力，进而影响压敏电极和导电层的性能。而且，所述第一衬底第一表面的材料、以及第二衬底第三表面的材料不受限制，能够避免第一表面的材料与第三表面之间的材料热膨胀系数过大，能够使所形成的压力传感器件性能更稳定；而且，形成第一衬底和第二衬底的工艺灵活度更高，则所述压力传感器的制造工艺应用更广泛，更有利于与其它集成导电层制程相兼容，而且制造成本降低。

进一步，所述第二衬底内还具有与压敏电极对应的固定电极，而所述压敏电极与固定电极之间具有空腔，所述压敏电极、固定电极和空腔构成电容式的压力传感器，对所述压敏电极施加压力，能够引起压敏电极、固定电极和空腔构成的电容发生变化，从而输出随压力变化的电信号。

进一步，所述第一衬底内还具有固定电极，在所述第二衬底的第三表面形成第一开口，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，由所述第一开口和第一衬底第一表面形成位于压敏电极和固定电极之间的空腔，所述压敏电极、固定电极和空腔形成电容式的压力传感器。

进一步，所述第一衬底包括电路，由于第一衬底与第二衬底重叠，因此，所述电路能够对包括压敏电极的电容所输出的电信号进行处理。

进一步，以提供绝缘体上半导体衬底形成所述第二衬底。其中，通过刻蚀所述绝缘体上半导体衬底中的半导体层，能够形成压敏电极，所述压敏电极在受到应力作用下能够发生形变，以引起压敏电极与固定电极之间的电容变化，从而输出与所受压力有关的电信号。由于所述绝缘体上半导体衬底中的半导体层为单晶半导体材料，在所述单晶半导体材料中掺杂离子所形成的压敏电极具有良好的压力敏感特性，能够使所形成的压敏电极的灵敏度及耐久度提高。

进一步，在所述第二衬底的第三表面、第一衬底的第一表面、或者第一表面和第三表面同时形成第一开口，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，由所述第一开口和第一衬底第一表面形成位于压敏电极和固定电极之间的空腔。由于除第一开口的位置之外，第一表面和第三表面大面积接触，因此固定后的第一衬底和第二衬底总厚度较小，且第一衬底和第二衬底的机械强度较高，所形成的压力传感器的性能更强。

进一步，所述第一衬底还包括自测电极，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述自测电极的位置与所述压敏电极的位置对应。所述自测电极能够对所述压敏电极产生静电引力，以此检测所述压敏电极的是否能因形变而产生电容变化，从而检测所述压敏电极是否能够正常工作。

进一步，所述第二衬底包括敏感探测单元区和参考单元区，所述空腔分别形成于所述敏感探测单元区和参考单元区内；例如在所述参考单元区的第二衬底第五表面可以形成覆盖层，因此，在所述参考单元区，能够避免或减小外部压力对压敏电极的形变影响，而使所述参考单元区的压敏电极能够随压力以外的因素而产生电容变化。将所述敏感探测区的压敏电极输出的电信号去除所述参考单元区的压敏电极输出的电信号，则能够获得仅受外部压力影响而产生的电信号。因此，所形成的压力传感器的精确度提高。

进一步，形成贯通所述第一衬底的第二开口，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述第二开口的位置与所述压力传感区的位置对应。由于所述第二开口与外部环境连通，使得所述压敏电极的两侧均能够获取外部环境的压力，则所述压敏电极能够获取两侧的压力差信号，因此，能够使所形成的压力传感器为压差传感器。

本发明的另一种形成方法中，提供包括导电层的第一衬底、以及包括压敏电极的第二衬底，通过直接将所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定，能够形成第一衬底与第二衬底的叠层结构。所述导电层能够用于对包括压敏电极的电容所输出的电信号进行传输，而为了使所述导电层与压敏电极之间能够实现电连接，需要在减薄部分厚度的第二基底并形成第五表面之后，形成第二衬底的第五表面贯穿至导电层的第一导电插塞；由于所述第二衬底的第五表面暴露出所述第一导电插塞，因此后续易于形成与所述第一导电插塞顶部以及压敏电极电连接的第一导电结构，从而实现所述压敏电极与导电层之间的电连接。由于所述第一表面与第三表面的接触面积较大，使得第一衬底和第二衬底的机械强度更高，所形成的压力传感器的结构更为稳定，耐用性得到提高。其次，由第二衬底的第四表面至第一衬底的第二表面之间的距离较小，所形成的压力传感器的尺寸较小。而且，由于第一表面和第三表面的材料不受限制，能够避免第一表面的材料与第三表面之间的材料热膨胀系数过大，能够使所形成的压力传感器件性能更稳定。

进一步，所述第二衬底内具有第三开口，且所述第三开口的位置与压力传感区对应。由于除压力传感区以外的区域具有第二基底覆盖，从而能够在所述压敏电极获取外部压力的同时，增加了所述压敏电极到外部环境的距离，从而使所述压敏电极受到保护，避免压敏电极及表面的保护层受到磨损或其它损伤。

本发明的一种结构中，具有包括导电层的第一衬底、以及包括压敏电极的第二衬底；而所述导电层位于第一衬底的第一表面一侧。所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定，因此，所述第一衬底与第二衬底重叠设置，而所述导电层用于对包括所述压敏电极的电容所输出的电信号进行传输。所述第一导电插塞由所述第二衬底第五表面贯穿至导电层，能够通过所述第一导电插塞与第一导电结构实现包括所述压敏电极的电容与导电层之间的电连接。由于所述第一表面与第三表面的接触面积较大，使得第一衬底和第二衬底的机械强度更高，所形成的压力传感器的结构更为稳定，耐用性得到提高。其次，由第二衬底的第五表面至第一衬底的第二表面之间的距离较小，所形成的压力传感器的尺寸较小。而且，由于第一表面和第三表面的材料不受限制，能够避免第一表面的材料与第三表面之间的材料热膨胀系数过大，能够使所形成的压力传感器件性能更稳定。

本发明的另一种结构中，具有包括导电层的第一衬底，还具有包括第二基底以及位于第二基底上的压敏电极的第二衬底；所述导电层位于第一衬底的第一表面一侧，而所述压敏电极位于所述第二衬底的第三表面一侧。由于所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定，因此，所述第一衬底与第二衬底重叠设置，而所述导电层用于对包括所述压敏电极的电容所输出的电信号进行传输。由于第二基底位于所述第二衬底的第五表面一侧，所述第二基底能够对所述压敏元件进行保护。而所述第一导电插塞由所述第二衬底第五表面贯穿至导电层，能够通过所述第一导电插塞与第一导电结构实现包括所述压敏电极的电容与导电层之间的电连接。由于所述第一表面与第三表面的接触面积较大，使得第一衬底和第二衬底的机械强度更高，所形成的压力传感器的结构更为稳定，耐用性得到提高。其次，所述第一衬底第一表面与第二衬底的第三表面之间不存在过多的间隙，由第二衬底的第五表面至第一衬底的第二表面之间的距离较小，所形成的压力传感器的尺寸较小。而且，由于第一表面和第三表面的材料不受限制，能够避免第一表面的材料与第三表面之间的材料热膨胀系数过大，能够使所形成的压力传感器件性能更稳定。

附图说明

图1至图9是本发明一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图；

图10至图11是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图；

图12至图15是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图；

图16至图17是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图；

图18至图20是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图

图21至图23是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图；

图24至图26是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图；

图27是本发明另一实施例的MEMS应力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，在现有的MEMS电容式压力传感器制作方法中，集成压力传感器芯片和信号处理电路的工艺制程较为复杂，而且所形成的器件尺寸较大。

在一种制造MEMS电容式压力传感器的实施例中，分别制造完成压力传感器芯片和信号处理电路芯片；将所述压力传感器芯片和信号处理电路芯片放置到具有空腔的封装衬底上，并用压焊引线将传感器芯片和信号处理电路芯片相连接；在将传感器芯片和信号处理电路芯片相连接之后，涂覆保护胶，以包围所述将传感器芯片和信号处理电路芯片；在涂覆保护胶之后，在所述保护胶外设置塑料盖或金属盖以进行密封。在另一实施例中，还能够将压力传感器芯片和信号处理电路芯片放置到平面封装衬底上，用压焊引线将两芯片连接，之后再涂覆保护软胶并采用金属壳覆盖。

然而，上述MEMS电容式压力传感器制作过程中，所述压力传感器芯片和信号处理电路芯片是分立、且平行于封装衬底表面排布，导致所形成的MEMS压力传感器的尺寸较大，无法满足对MEMS压力传感器的集成化与微型化需求。而且，由于在在封装衬底上放置压力传感器芯片和信号处理电路芯片之后，还需要以保护胶进行固定，之后还需要以塑料盖或金属盖进行保护，导致工艺制程复杂，且不利于与更广泛的集成电路制造工艺进行集成兼容。

为了解决上述问题，本发明提供一种MEMS电容压力传感器及其形成方法。在所述形成方法中，提供包括导电层的第一衬底、以及包括压敏电极的第二衬底；而所述导电层位于第一衬底的第一表面一侧，所述压敏电极位于第二衬底的第三表面一侧；通过将所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定，能够形成第一衬底与第二衬底的叠层结构。所述导电层能够用于对包括所述压敏电极的电容所输出的电信号进行传输，而为了使所述导电层与包括所述压敏电极的电容之间能够实现电连接，需要在去除第二基底并形成于第三表面相对的第五表面之后，形成第二衬底的第五表面贯穿至导电层的第一导电插塞；由于所述第二衬底的第五表面暴露出所述第一导电插塞，因此后续易于形成与所述第一导电插塞顶部以及压敏电极电连接的第一导电结构，从而实现所述压敏电极与导电层之间的电连接。

由于所述导电层形成于第一衬底内，所述压敏电极形成于第二衬底内，并通过使第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定，以形成第一衬底与第二衬底重叠，从而避免了在同一基底上方逐层形成导电层、固定电极、与固定电极对应的压敏电极、以及与所述压敏电极与固定电极之间的空腔的步骤，能够降低工艺难度，尤其是形成空腔的工艺难度。而且，能够避免形成第一衬底的工艺温度限制影响第二衬底的制造工艺，所述第二衬底以及内部的压敏电极的材料以及工艺选择更广泛，所形成的压敏电极的灵敏度也相应提高。

由于所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面直接接触，则所述第一表面与第三表面的接触面积较大，使得第一衬底和第二衬底之间的相互支撑强度更高，所述第一衬底和第二衬底不易发生弯折、断裂或形变，使得所形成的压力传感器的结构更为稳定，耐用性得到提高。

其次，上述方法导致由第二衬底的第五表面至第一衬底的第二表面之间的距离较小，有利于使所形成的压力传感器的尺寸减小，而且能够使制造成本降低。

而且，由于通过形成自第二衬底的第五表面贯穿至导电层的第一导电插塞来实现导电层与包括压敏电极的电容之间的电连接，则无需在第一衬底第一表面与第二衬底第三表面之间设置额外的导电层，能够避免所述额外的导电层在第一表面和第三表面之间产生应力，进而影响压敏电极和导电层的性能。而且，所述第一衬底第一表面的材料、以及第二衬底第三表面的材料不受限制，能够避免第一表面的材料与第三表面之间的材料热膨胀系数过大，能够使所形成的压力传感器件性能更稳定；而且，形成第一衬底和第二衬底的工艺灵活度更高，则所述压力传感器的制造工艺应用更广泛，更有利于与其它集成导电层制程相兼容，而且制造成本降低。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

实施例一

图1至图9是本发明实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图1，提供第一衬底100，所述第一衬底100包括相对的第一表面101和第二表面102，所述第一衬底100包括至少一层导电层103，所述导电层103位于所述第一衬底100的第一表面101一侧。

本实施例中，所述第一衬底100内还具有固定电极140，所述固定电极140位于所述第一衬底100的第一表面101一侧；在后续将第一衬底100的第一表面101与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述固定电极140与压敏电极相对设置，并在所述压敏电极和固定电极之间形成空腔，使所述压敏电极、固定电极和空腔能够构成压敏电容结构，所述压敏电容结构能够应压敏电极受到的压力变化而发生电容变化。在其它实施例中，所述固定电极还能够形成于第二衬底内。

所述第一衬底100用于形成导电层103，所述导电层103用于对包括压敏电极的电容输出的电信号进行传输。

本实施例中，所述第一衬底100包括第一基底104、位于第一基底104表面的第一介质层105、位于第一介质层105表面的导电层103；所述第一衬底100还包括位于第一表面101一侧的第一结合层106。在本实施例中，所述导电层103为单层结构。在其它实施例中，所述导电层能够为多层结构，则后续形成的第一导电插塞至少与一层导电层连接。在其它实施例中，所述第一衬底100还能够不包括所述第一结合层106。

所述第一基底104包括硅衬底、硅锗衬底、碳化硅衬底、玻璃衬底或III-V族化合物衬底(例如氮化镓衬底或砷化镓衬底等)。

所述第一介质层105用于电隔离所述导电层103和第一基底104；所述第一介质层105的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低k介质材料(介电常数为2.5～3.9的材料)或超低k介质材料(介电常数小于2.5的材料)；所述第一介质层105的形成工艺包括氧化工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。

所述导电层103的材料包括导电材料，所述导电材料包括金属、金属化合物或掺杂离子的半导体材料；所述导电层103的形成步骤包括：在所述第一介质层105表面沉积导电材料层；在所述导电材料层表面形成图形化层，所述图形化层暴露出部分导电材料层表面；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述导电材料层直至暴露出第一介质层105表面为止。所述导电材料层的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺；所述图形化层经过光刻的光刻胶层；所述刻蚀导电材料层的工艺包括干法刻蚀工艺。

所述固定电极140的形成步骤包括：在所述第一介质层105表面沉积第二电极层；在所述第二电极层表面形成图形化层，所述图形化层暴露出部分第二电极层表面；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述第二电极层直至暴露出第一介质层105表面为止。所述第二电极层的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺；所述图形化层包括经过光刻的光刻胶层；所述刻蚀导电材料层的工艺包括干法刻蚀工艺。

在本实施例中，所述固定电极140与导电层103位于同一层，所述固定电极与导电层103同时形成；所述固定电极140的材料为金属、金属化合物或掺杂离子的半导体材料。在其它实施例中，所述固定电极还能够在形成导电层之前或之后形成；所述固定电极还能够与导电层位于不同层。

所述第一结合层106用于保护所述导电层103，并且所述第一结合层106后续需要与第二衬底表面的第二结合层相互固定，以使第一衬底100和第二衬底相互固定。所述第一结合层106的表面平坦，即所述第一衬底100的第一表面101平坦，后续提供的第二衬底的第三表面也平坦，从而在第一衬底100的第一表面101与第二衬底的第三表面固定之后，第一表面101与第三表面的接触面积较大，则所述第一表面101与第二衬底的叠层结构强度更高、结合更稳定。

所述第一结合层106的材料包括绝缘材料、金属材料、金属化合物材料和半导体材料中的一种或多种组合；所述绝缘材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低k介质材料或超低k介质材料；所述金属材料包括铜、钨、铝、银、钛、钽中的一种或多种；所述金属化合物材料包括氮化钛、氮化钽中的一种或两种；所述半导体材料包括掺杂离子的多晶硅、无定形硅、多晶锗、无定型锗、硅锗、碳化硅中的一种多多种，所掺杂的离子包括p型离子、n型离子、碳离子、氮离子、氟离子、氢离子中的一种或多种。

在一实施例中，所述第一结合层106的材料包括氧化硅；所述第一结合层的形成步骤包括：在所述第一介质层105和导电层103表面沉积第一结合膜；采用化学机械抛光工艺平坦化所述第一结合膜，形成第一结合层106。

在另一实施例中，所述第一衬底100内还能够不具有第一结合层，而后续提供的第二衬底内还能够具有第二结合层。

此外，所述第一衬底100还包括电路，所述电路包括半导体器件结构、以及电互连结构，所述导电层103可以是电路导电层的一部分，也可以是在电路上附加的导电层。导电层103可以包括导体或者半导体。

在本实施例中，还需要提供第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第四表面，所述第二衬底包括第二基底以及位于第二基底上的压敏电极，所述压敏电极位于所述第二衬底的第三表面一侧。以下将对第二衬底的形成过程进行说明。

请参考图2，提供第二基底110、位于第二基底110表面的保护层111以及位于保护层111表面的第一电极层112。

在一实施例中，所述第二基底110、保护层111和第一电极层112由绝缘体上半导体衬底形成，具体包括：提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括基底、位于基底表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的半导体层；所述基底为第二基底110，所述绝缘层为保护层111。

所述绝缘体上半导体衬底包括绝缘体上硅衬底；所述保护层的材料包括氧化硅，即埋层氧化层(BOX)；所述第一电极层112的材料包括单晶硅或单晶锗。由于所述第一电极层112的材料包括单晶半导体材料，后续通过对部分第一电极层112掺杂离子，能够使包括所述压敏电极的电容随压敏电极的形变而产生的电容变化更大，即能够使所形成的压敏电极的灵敏度更高，以及性能更稳定可靠。而且，直接采用绝缘体上半导体衬底的半导体层作为第一电极层112、以绝缘层作为保护层111，则无需采用额外的沉积工艺形成所述第一电极层112和保护层111，能够使工艺制程简化。

在另一实施例中，所述第二基底110为体基底；体基底包括硅衬底、硅锗衬底、碳化硅衬底、玻璃衬底或III-V族化合物衬底(例如氮化镓衬底或砷化镓衬底等)。

所述保护层111和第一电极层112采用沉积工艺形成，所述沉积工艺包括物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺；所述保护层111的材料包括绝缘材料；所述绝缘材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低k介质材料或超低k介质材料；所述第一电极层112的材料包括半导体材料，包括多晶硅、无定形硅、多晶锗、无定型锗、碳化硅、砷化镓或硅锗；此外，所述第一电极层112的材料还能够为金属或金属化合物，包括铜、钨、铝、银、钛、钽、氮化钛、氮化钽中的一种或多种。

由于所述第二基体110为体基底，而所述保护层111和第一电极层112采用沉积工艺形成，因此，所述第二基体110、保护层111和第一电极层112的材料选择更广泛，能够适应更多工艺制程需求。

请参考图3，刻蚀所述第一电极层112(如图2所示)，形成压敏电极113。

本实施例中，第二衬底114包括所述第二基底110和所述第一电极层112，且所述第二衬底包括压力传感区180，而所述压敏电极113位于所述压力传感区180内。此外，通过刻蚀第一电极层112还能够形成电极互连层，所述电极互连层与压敏电极113电互连。所述第二衬底114的压力传感区180形成压力传感膜。

形成所述压敏电极113的步骤包括：在所述第一电极层112表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出部分第一电极层112表面；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀所述第一电极层112，直至暴露出所述保护层111表面为止，形成压敏电极113；在刻蚀所述第一电极层112之后，去除所述第一图形化层。

所述第一图形化层为采用光刻工艺形成的图形化光刻胶层；此外，所述第一图形化层也能够为采用多重图形掩膜工艺形成的掩膜，例如自对准双重图形(Self-AlignedDouble Patterning，简称SADP)掩膜。去除所述第一图形化层的工艺包括干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

所述刻蚀第一电极层112的工艺为各向异性的干法刻蚀工艺。本实施例中，刻蚀所述第一电极层112直至暴露出保护层111表面为止。

本实施例中，所述压敏电极113与第一衬底100内的固定电极140(如图1所示)作为所形成的电容式压力传感器的电容电极，所述压敏电极113能够随所受压力而发生形变，从而引起压敏电极113和固定电极140之间的电容发生变化，从而引起输出的电信号发生变化。

请参考图4，在所述第二衬底114的第三表面一侧形成第二结合层117。

本实施例中，所述第二衬底114包括所述第二基底110、保护层111、压敏电极113和第二结合层117。所述第二衬底114具有第三表面118和第四表面119，所述第三表面118为所述第二结合层117表面，所述第四表面119为所述第二基底110表面。且所述第二衬底114包括压力传感区180，所述压敏电极113位于所述压力传感区180内。

本实施例中，所述第二结合层117位于所述压敏电极113和保护层111表面，所述第二结合层117用于保护所述压敏电极113，并且所述第二结合层117后续需要与第一结合层106(如图1所示)相互固定，以使第一衬底100(如图1所示)和第二衬底114相互固定。所述第二结合层117的表面平坦，即所述第二衬底114的第三表面118平坦。在其它实施例中，还能够仅第一衬底100具有第一结合层106，或仅第二衬底114具有第二结合层117。

所述第二结合层117的材料包括绝缘材料、金属材料、金属化合物材料和半导体材料中的一种或多种组合；所述绝缘材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低k介质材料或超低k介质材料；所述金属材料包括铜、钨、铝、银、钛、钽中的一种或多种；所述金属化合物材料包括氮化钛、氮化钽中的一种或两种；所述半导体材料包括掺杂离子的多晶硅、无定形硅、多晶锗、无定型锗、硅锗、碳化硅中的一种或多种，所掺杂的离子包括p型离子、n型离子、碳离子、氮离子、氟离子、氢离子。

在一实施例中，所述第二结合层117的材料为氧化硅；所述第二结合层117的形成步骤包括：在所述保护层111和压敏电极113表面沉积第二结合膜；采用化学机械抛光工艺平坦化所述第二结合膜，形成第二结合层117。

本实施例中，在所述第一结合层106和第二结合层117中，至少一者的材料包括绝缘材料，或者能够两者表面的材料均为绝缘材料。由于在本实施例中，在后续将第一衬底100和第二衬底114相互固定之后，形成自所述第二衬底114的第五表面贯穿至导电层103表面的第一导电插塞，通过所述第一导电插塞和后续形成的第一导电结构能够实现导电层103和压敏电极113之间的电连接，因此，所述第一结合层106和第二结合层117相接触的表面之间无需额外形成导电结构，且所述第一结合层106和第二结合层117的表面材料也无需具有导电材料，因此，所述第一结合层106和第二结合层117的材料选择更多样，适应更广泛的工艺制程需求。

在其它实施例中，所述第二衬底内还能够不具有第二结合层，而所述第一衬底内具有第一结合层。

在另一实施例中，还包括：在所述第二衬底内形成固定电极，所述固定电极也位于压力传感区内，并与所述压敏电极对应设置；在所述压敏电极和固定电极之间形成空腔。在该实施例中，所述第一衬底中无需再形成固定电极

在形成第二结合层之前，在压敏电极113表面形成第二介质层；在所述第二介质层表面形成固定电极；去除所述固定电极和压敏电极之间的部分第二介质层，形成空腔。在一实施例中，在形成空腔之后，在所述第二介质层和固定电极表面形成第二结合层。在其它实施例中，还能够不形成所述第二结合层。

所述第二介质层的形成步骤包括：在所述压敏电极113和保护层111表面沉积第二介质膜；平坦化所述第二介质膜，形成第二介质层。所述第二介质层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低k介质材料或超低k介质材料；所述第二介质膜的形成工艺为化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺；平坦化所述第二介质膜的工艺为化学机械抛光工艺。

形成所述空腔的刻蚀工艺包括各向同性的刻蚀工艺，所述各向同性的刻蚀工艺能够为湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺；所述各向同性的刻蚀工艺在个方向上的刻蚀速率相近，因此能够在平行于第二衬底表面的方向上进行刻蚀，以去除固定电极和压敏电极之间的第二介质层。而所述固定电极内能够形成若干通孔，所述通孔暴露出部分第二介质层表面，形成所述空腔的刻蚀工艺能够自所述通孔底部的第二介质层开始刻蚀，以去除固定电极和压敏电极之间的第二介质层。

请参考图5，在所述第二衬底114的第三表面118形成第一开口120，所述第一开口120的位置与所述压敏电极113的位置对应。

在本实施例中，由于固定电极140(如图1所示)形成于第一衬底100(如图1所示)内，因此，需要在所述第二衬底114的第三表面118形成第一开口120，当后续固定第一衬底100和第二衬底114之后，能够在所述第三表面118与第一衬底100的第一表面101之间形成空腔，所述空腔内的气压能够为一个大气压或气体预设的气压值，所述空腔能够作为压敏电极113和固定电极140之间的介质，当所述压敏电极113因受到压力而发生形变时，能够引起所述空腔、压敏电极113和固定电极140(如图1所示)所构成电容结构的电容值变化，以此输出随压力或应力变化的电信号。

所述第一开口120的形成步骤包括：在所述第二结合层117表面形成图形化层；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述第二结合层117，在第二结合层117内形成第一开口120。所述图形化层能够为经过光刻工艺的光刻胶层；所述刻蚀工艺包括干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺的组合。

在本实施例中，所述第一开口120底部还能够暴露出所述压敏电极113表面。在其它实施例中，所述第一开口120底部不暴露出所述压敏电极113表面，使所述压敏电极113能够受到保护。

在另一实施例中，所述第一开口还能够形成于第一衬底的第一表面一侧，且所述第一开口的位置与第二衬底的压力传感区的位置对应。在其它实施例中，还能够在所述第一衬底的第一表面一侧和第二衬底第三表面一侧均形成第一开口，且所述第一开口的位置与所述压力传感区的位置对应。

请参考图6，将第一衬底100的第一表面101与第二衬底114的第三表面118相互固定，并在第一衬底100和第二衬底114的压力传感区180之间形成空腔121。

在本实施例中，由于所述第二衬底114的第三表面118形成有第一开口120(如图5所示)，在将第一衬底100的第一表面101与第二衬底114的第三表面118相互固定之后，所述第一开口120与第一衬底100的第一表面101构成空腔121。

在另一实施例中，还能够在第一衬底100的第一表面101刻蚀形成第一开口，所述第一开口的位置与第二衬底114内的压力传感区180相对应，在将第一衬底100的第一表面101与第二衬底114的第三表面118相互固定之后，所述第一开口与第二衬底114的第三表面118构成空腔121。

在一实施例中，将第一衬底100和第二衬底114相互固定的工艺为键合工艺。所述键合工艺包括：熔融键合(Fusion Bonding)、静电键合(Anodic Bonding)、共晶键合(Eutectic Bonding)或热压键合(Thermal Compression Bonding)等。在另一实施例中，第一衬底100和第二衬底114相互固定的工艺为粘结工艺。通过粘结层将第一衬底100和第二衬底114相互固定；所述粘结层的材料包括绝缘材料，半导体材料、金属材料或有机材料；而所述第一结合层或第二结合层即所述粘结层。

在本实施例中，所述第一结合层106的表面平坦，所述第二结合层117的第三表面平坦，而所述第一结合层106的表面即第一衬底100的第一表面，第二结合层117的表面即第二衬底114的第三表面；通过将所述第一结合层106的表面与第二结合层117的表面直接接触并固定，能够使第一衬底100与第二衬底114重叠设置并相互固定。

在将第一衬底100和第二衬底114固定之后，形成于第一衬底100和第二衬底114的压力传感区180的空腔121作为压力参考腔。通过调控固定第一衬底100和第二衬底114时的气压，能够控制所形成的空腔121内的气压。当后续去除第二基底110之后，施加于保护层111表面的压力能够与空腔121内的气压存在压差，所述压差导致压敏电极113发生形变，所述形变导致压敏电极113和固定电极140之间的电容变化，从而使压敏电极113和固定电极构成的电容结构所输出的电信号发生变化，因此，输出的电信号随外部压力相对于空腔121内气压的压差变化而变化，由此能够获取外部压力信号。

由于所述第一衬底100的第一表面101与第二衬底114的第三表面118直接接触，而且所述第一表面101和第三表面118平坦，则所述第一表面101与第三表面118的接触面积较大，使得第一衬底100和第二衬底114之间的相互支撑强度更高，所述第一衬底100和第二衬底114的叠层结构不易发生弯折、断裂或形变，使得所形成的压力传感器的结构更为稳定，耐用性得到提高。

而且，除了所形成的空腔121之外，所述第一衬底100第一表面101与第二衬底114的第三表面118大部分直接接触，且不存在多余间隙，则由第二衬底114的第四表面119至第一衬底100的第二表面102之间的距离较小，有利于缩小所形成的MEMS压力传感器的厚度和尺寸，有利于提高器件集成度。

此外，由于后续通过形成自第二衬底114的第五表面贯穿至导电层103表面的第一导电插塞来实现电路103与压敏电极113之间的电连接，则无需在第一衬底100第一表面101与第二衬底114第三表面115之间设置额外的导电层，能够避免所述额外的导电层在第一表面101和第三表面115之间因热膨胀系数差异而产生额外的应力，从而保证了包括压敏电极113的电容所输出的电信号精确。

所述第一衬底100第一表面101的材料、以及第二衬底114第三表面118的材料不受限制，能够使第一表面101和第三表面118选用热膨胀系数差异较小的材料，从而避免第一表面101的材料与第三表面118之间的材料因热膨胀系数差异过大而产生不良应力，能够使所形成的MEMS压力传感器的结合更稳定，且可靠性和精确度提高；而且，形成第一衬底100和第二衬底114的工艺灵活度更高，则所形成的MEMS压力传感器的制造工艺应用更广泛，更有利于与其它集成导电层制程相兼容，而且制造成本降低。

请参考图7，去除所述第二基底110(如图6所示)，形成与所述第二衬底114的第三表面118相对的第五表面122。

在本实施例中，由于第二基底110和压敏电极113之间具有保护层111，去除所述第二基底110之后，暴露出所述保护层111表面；所述保护层111的材料为绝缘材料，所述保护层111能够保护并隔离所述压敏电极113。而当所述保护层111受到压力作用时，能够引起所述压力压敏电极113因形变而引起的电容变化。

去除所述第二基底110的工艺包括化学机械抛光工艺或刻蚀工艺；所述刻蚀工艺能够为干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或干法刻蚀和湿法刻蚀组合使用。由于去除所述第二基底110的工艺沿所述第二衬底114的第四表面119进行，因此在去除第二基底之后，在所述第二衬底114与第三表面118相对于一侧形成第五表面122，即所述保护层111表面。

请参考图8，自所述第二衬底114的第五表面122一侧形成贯穿至至少一层导电层103的第一导电插塞123，所述第一导电插塞123用于将所述导电层103与压敏电极113形成电连接。

由于所述第一衬底100的第一表面101和第二衬底114的第三表面118直接接触，因此所述第一表面101和第三表面118的接触界面处能够不具有电连接，则需要形成所述第一导电插塞123；由于所述第一导电插塞123的一端与导电层103电连接，而所述第一导电插塞123的另一端由第二衬底114的第五表面122暴露出，则后续能够直接在第五表面122和第二衬底114内形成第一导电结构，使所述第一导电结构与所述第一导电插塞123以及压敏电极113电连接，以此实现导电层103与压敏电极113之间的电连接。

由于所述第一表面101与第三表面118之间无需形成额外的电连接层，因此能够使第一表面101与第三表面118除空腔121区域之外大部分相接触，所述第一表面101与第三表面118的接触面积较大，因此第一衬底100与第二衬底114固定之后的机械强度更高，所述第一衬底100与第二衬底114的叠层结构难以发生弯折或碎裂。而且，由于所述第一表面101与第三表面118之间无需形成额外的电连接层，则第一表面101和第三表面118的材料能够选用热膨胀系数相近的材料，以此避免在第一衬底100和第二衬底114相接触之后，第一衬底100和第二衬底114因热膨胀系数差异而产生应力或分层，因此，所述第一衬底100和第二衬底114的叠层结构结合稳定、尺寸缩小、而且工艺制程的适应性更高。

所述第一导电插塞123的形成步骤包括：在第二衬底114的第五表面122形成图形化层，所述图形化层暴露出需要形成第一导电插塞123的对应区域；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述保护层111、第二结合层117和第一结合层106，直至暴露出导电层103表面，在所述保护层111、第二结合层116和第一结合层106内形成第一通孔；在所述第五表面122和第一通孔内形成填充满所述第一通孔的导电膜；去除第五表面122上不必要的导电膜直至暴露出所述第五表面122为止。在一实施例中，能够完全去除第五表面上的导电膜。在另一实施例中，能够在第五表面122上保留部分导电膜。

所述第一导电插塞123的一端能够相对于第二衬底114的第五表面122突出、凹陷或齐平。

在一实施例中，在形成所述导电膜之前，在所述第一通孔的侧壁表面形成绝缘层，在形成绝缘层之后形成填充满第一通孔的导电膜。

所述第一导电插塞123的材料包括铜、钨、铝、银或金；所述导电膜的形成工艺包括物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺、电镀工艺或化学镀工艺；所述平坦化导电膜的工艺包括化学机械抛光工艺。此外，所述第一通孔的侧壁表面还能够形成第一阻挡层，所述导电膜形成于第一阻挡层表面，所述第一阻挡层的材料包括钛、钽、氮化钽或氮化钛中的一种或多种。

在本实施例中，形成由第二衬底114的第五表面122贯穿至电极互连层的第三导电插塞124，所述第三导电插塞124与后续形成的第一导电层构成第一导电结构，所述第一导电结构用于使第一导电插塞123与压敏电极113电连接，以此实现压敏电极113与导电层103的电连接。

本实施例中，在形成第一通孔的同时，形成贯穿保护层111的第三通孔，所述第三通孔底部暴露出电极互连层的表面；在第一通孔内形成导电膜的同时，所述导电膜还填充满所述第三通孔；在第三通孔内形成第三导电插塞124。

在一实施例中，在形成所述导电膜之前，还能够在所述第三通孔的侧壁表面形成绝缘层，在形成绝缘层之后形成填充满第三通孔的导电膜。

在其它实施例中，还能够在形成第一导电插塞123之前或之后形成所述第三导电插塞124。

请参考图9，形成与所述第一导电插塞123以及压敏电极113电连接的第一导电结构。

本实施例中，所述第一导电结构包括所述第三导电插塞124和所述第一导电层125，所述第一导电层125位于第二衬底114第五表面122，所述第一导电层125还位于第一导电插塞123和第三导电插塞124的顶部表面。所述第三导电插塞124与电极互连层连接，而第一导电插塞123与导电层103电连接，所述第一导电层125与第一导电插塞123和第三导电插塞124电连接，从而能够实现压敏电极113和导电层103之间的电连接。

所述第一导电层125的材料包括金属或金属化合物，包括：铜、钨、铝、银、钛、钽、氮化钛、氮化钽中的一种或多种；所述第一导电层125的形成步骤包括：在所述第二衬底114的第五表面122表面沉积导电材料层；在所述导电材料层表面形成图形化层，所述图形化层暴露出部分导电材料层表面；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述导电材料层直至暴露出第五表面122表面为止。所述导电材料层的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺；所述图形化层经过光刻的光刻胶层；所述刻蚀导电材料层的工艺包括各向异性的干法刻蚀工艺。

本实施例的MEMS压力传感器的制作方法能够适应多种封装，包括芯片级封装(CSP)、无引线四方扁平封装(QFN)、双侧引脚扁平封装(DFN)或小外形集成导电层封装(SOIC)。

相应的，本发明该实施例还提供一种采用上述方法所形成的MEMS压力传感器，请继续参考图9，包括：第一衬底100，所述第一衬底100包括相对的第一表面101和第二表面102，所述第一衬底100包括至少一层导电层103，所述导电层103位于所述第一衬底100的第一表面101一侧；第二衬底114，所述第二衬底114包括相对的第三表面118和第五表面122，所述第二衬底114包括压敏电极113，所述第二衬底114包括压力传感区180，所述压敏电极113位于所述压力传感区180内；所述第一衬底100的第一表面101与第二衬底114的第三表面118相互固定，且所述第一衬底100与第二衬底114的压力传感区180之间具有空腔121；自所述第二衬底114的第五表面122一侧贯穿至至少一层导电层103的第一导电插塞123，所述第一导电插塞123用于使所述导电层103与压敏电极113电连接。

以下将对上述结构进行详细说明。

在本实施例中，所述第一衬底100内还具有固定电极140，所述固定电极140位于所述第一衬底100的第一表面101一侧，所述固定电极140与压敏电极113对应，所述空腔121位于所述压敏电极113和固定电极140之间。在一实施例中，所述第一衬底100还包括电路。

在另一实施例中，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述压敏电极和固定电极之间具有空腔。

所述第二衬底114还包括位于所述压敏电极113和电极互连层表面的保护层111，所述保护层111表面为所述第五表面122。所述保护层111的材料包括绝缘材料；所述绝缘材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低k介质材料或超低k介质材料。

所述压敏电极113的材料包括半导体材料，包括单晶硅，单晶锗、III-V化合物、II-VI化合物、多晶硅、无定形硅、多晶锗、无定型锗、碳化硅或硅锗。

所述第一导电结构包括：由第二衬底114的第五表面122贯穿至电极互连层的第三导电插塞124、以及位于第二衬底114第五表面122的第一导电层125，所述第一导电层125还位于第一导电插塞123和第三导电插塞124的顶部表面。

所述第二衬底114还包括所述第二衬底114还包括位于所述第三表面118一侧的第二结合层117；或者，所述第一衬底100包括位于所述第一表面101一侧的第一结合层106；或者，所述第二衬底114还包括位于所述第三表面118一侧的第二结合层117，且所述第一衬底100包括位于第一表面101一侧的第一结合层106。所述第一结合层106或第二结合层117的材料包括绝缘材料、金属材料、金属化合物材料和半导体材料中的一种或多种组合。在一种实施例中，在所述第一结合层106和第二结合层117中，至少一者的材料包括绝缘材料。

在一实施例中，所述第一结合层106或第二结合层117为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。在另一实施例中，所述第一结合层106为键合层；或者，所述第二结合层117为键合层；或者，所述第一结合层106和第二结合层117为键合层。

实施例二

图10至图11是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图10，提供第一衬底200，所述第一衬底200包括相对的第一表面201和第二表面202，所述第一衬底200包括至少一层导电层203，所述导电层203位于所述第一衬底200的第一表面201一侧，所述第一衬底200还包括自测电极230。

所述第一衬底200内还包括固定电极240，所述固定电极240位于所述第一衬底200的第一表面201一侧；在将第一衬底200的第一表面201与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述固定电极240与压敏电极对应，且需要在压敏电极和固定电极240之间形成空腔。

此外，所述第一衬底200还包括电路，所述电路包括半导体器件结构、以及电互连结构，所述导电层203可以是电路导电层的一部分，也可以是在电路上附加的导电层。导电层可以包括导体或者半导体。

本实施例中，所述导电层203形成于第一基底204上；所述导电层203与第一基底204之间还具有第一介质层205。所述第一衬底200能够包括位于所述第一表面201一侧的第一结合层206。所述第一基底204、第一介质层205、导电层203和第一结合层206与前一实施例的图1及相关说明相同，在此不做赘述。

所述自测电极230和固定电极240的位置与第二衬底的压力传感区的位置对应。本实施例中，所述自测电极230形成于第一介质层表面。由于所述自测电极230和固定电极240的位置与第二衬底内的压力传感区对应，即在第一衬底200与第二衬底相互固定之后，所述自测电极230和固定电极240与压敏电极对应设置。

在本实施例中，所述自测电极230位于导电层203同一层。在其它实施例中，所述自测电极230还能够高于或低于所述导电层203。在本实施例中，所述自测电极230位于固定电极240同一层。在其它实施例中，所述自测电极230还能够高于或低于所述固定电极240。

在将第一衬底200与第二衬底固定之后，当对所述自测电极230施加偏压时，所述自测电极230能够对第二衬底的压力传感区产生静电引力，而第二衬底的压力传感区为压力传感膜，所述静电引力能够使压力传感膜产生形变；通过检测所述静电引力是否引起包括所述压敏电极的电容的容值变化，以此检测所述压敏电极是否能够正常工作。

所述自测电极230的材料包括金属、金属化合物或掺杂离子的半导体材料；所述自测电极230的形成步骤包括：在所述第一介质层205表面沉积电极材料层；在所述电极材料层表面形成图形化层，所述图形化层暴露出部分电极材料层表面；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述电极材料层直至暴露出第一介质层205表面为止。所述电极材料层的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺；所述图形化层经过光刻的光刻胶层；所述刻蚀电极材料层的工艺包括各向异性的干法刻蚀工艺。本实施例中，所述自测电极230与导电层203和固定电极240同时形成。在其它实施例中，所述自测电极还能够在形成导电层之前或之后形成、在形成固定电极之前或之后形成。

请参考图11，提供第二衬底214，所述第二衬底214包括相对的第三表面218和第四表面，所述第二衬底214包括第二基底以及位于第二基底上的压敏电极213，所述第二衬底214包括压力传感区280，所述压敏电极213位于所述压力传感区280内，所述压敏电极213位于所述第二衬底214的第三表面218一侧；将第一衬底200的第一表面201与第二衬底214的第三表面218相互固定，并在第一衬底200与第二衬底214的压力传感区280之间形成空腔221；去除所述第二基底，形成与所述第二衬底214的第三表面218相对的第五表面222；自所述第二衬底214的第五表面222一侧形成贯穿至至少一层导电层203的第一导电插塞223，所述第一导电插塞223用于将所述导电层203与压敏电极213形成电连接。

本实施例中，在将第一衬底200的第一表面201与第二衬底214的第三表面218相互固定之后，所述自测电极230的位置与所述压力传感区280的位置对应，使得所述自测电极230能够对压敏电极213施加静电引力，以此检测所述压敏电极是否能够正常工作。

在本实施例中，所述第二衬底214还包括：保护层211和第一导电结构；所述第一导电结构包括：第三导电插塞224和第一导电层225。

提供所述第二衬底214、将第一衬底200和第二衬底214相互固定的步骤、去除第二基底的步骤、形成第一导电插塞223的步骤、以及形成第一导电结构的步骤与前述实施例的图2至图9以及相关说明相同在此不做赘述。

相应的，本发明该实施例还提供一种采用上述方法所形成的MEMS压力传感器，请继续参考图11，包括：第一衬底200，所述第一衬底200包括相对的第一表面201和第二表面202，所述第一衬底200包括至少一层导电层203，所述导电层203位于所述第一衬底200的第一表面201一侧，所述第一衬底200还包括自测电极230；第二衬底214，所述第二衬底214包括相对的第三表面218和第五表面222，所述第二衬底214包括压敏电极213，所述第二衬底214包括压力传感区280，所述压敏电极213位于所述压力传感区280内；所述第一衬底200的第一表面201与第二衬底214的第三表面222相互固定，且所述电路203与压敏电极213之间具有空腔221；所述自测电极230的位置与压力传感区280的位置对应；自所述第二衬底214的第五表面222一侧贯穿至至少一层导电层203的第一导电插塞223，所述第一导电插塞223用于使所述导电层203与压敏电极213电连接。

本实施例中，所述第一衬底200内还包括固定电极240，所述固定电极240位于所述第一衬底200的第一表面204一侧；在将第一衬底200的第一表面201与第二衬底214的第三表面218相互固定之后，所述固定电极240与压敏电极213对应，所述空腔221位于所述压敏电极213和固定电极240之间。

所述第一衬底200、第二衬底214、压敏电极213、第一导电插塞223和第一导电结构与前述实施例相同，在此不做赘述。

所述自测电极230的材料包括金属、金属化合物或掺杂离子的半导体材料；所述金属材料包括铜、钨、铝、银、钛、钽中的一种或多种；所述金属化合物材料包括氮化钛、氮化钽中的一种或两种；所述半导体材料包括掺杂离子的多晶硅、无定形硅、多晶锗、无定型锗、硅锗、碳化硅中的一种多多种，所掺杂的离子包括p型离子、n型离子、碳离子、氮离子、氟离子、氢离子。

当对所述自测电极230施加偏压时，所述自测电极230能够对压敏电极213产生静电引力，所述静电引力能够使压力传感膜产生形变；通过检测所述静电引力是否引起包括压敏电极213的电容产生电容值变化，以此检测所述压敏电极213是否能够正常工作。

实施例三

图12至图15是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图12，提供第二衬底314，所述第二衬底314包括相对的第三表面318和第四表面319，所述第二衬底314包括第二基底310以及位于第二基底310上的压敏电极313，所述第二衬底314包括压力传感区380，所述压敏电极313位于所述压力传感区380内，所述压敏电极313位于所述第二衬底314的第三表面318一侧，所述第二衬底314还包括参考单元区331。

所述压敏电极313还形成于所述参考单元区331内。

在本实施例中，所述第二衬底314还包括：位于第二衬底314第三表面318一侧的第二结合层317，所述第二结合层317内具有第一开口320。而且所述第一开口320分别形成于压力传感区380和参考单元区331；所述第一开口320用于在后续固定第一衬底和第二衬底314之后，分别在压力传感区380和参考单元区331内形成空腔。

所述第二衬底314和压敏电极313与前述实施例的图2至图5及相关说明相同，在此不做赘述。

请参考图13，提供第一衬底300，所述第一衬底300包括相对的第一表面301和第二表面302，所述第一衬底300包括至少一层导电层303，所述导电层303位于所述第一衬底300的第一表面301一侧；将第一衬底300的第一表面301与第二衬底314的第三表面318相互固定，并在所述第一衬底100与第二衬底314的压力传感区380之间形成空腔321，还在所述第一衬底100与第二衬底314的参考单元区331之间形成空腔321，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区331的第二衬底314比压力传感区380的第二衬底314具有更小的形变。

本实施例中，所述第一衬底300内还包括固定电极340，所述固定电极340位于所述第一衬底300的第一表面301一侧；在将第一衬底300的第一表面301与第二衬底314的第三表面318相互固定之后，所述固定电极340与压敏电极313对应，所述空腔321位于所述压敏电极313和固定电极340之间。

第一基底304与前述实施例的图1及相关说明相同，在此不做赘述。将第一衬底300的第一表面301与第二衬底314的第三表面318相互固定的步骤与前述实施例的图6及相关说明相同，在此不做赘述。

由于所述第二衬底314压力传感区380和参考单元区331的第二结合层317内分别具有第一开口，在将第一衬底300第一表面301与第二衬底314的第三表面318固定之后，所述第一开口与第一衬底300的第一表面301能够分别在压力传感区380和参考单元区内形成空腔321。

由于后续需要所述参考单元区331的第二衬底314第五表面形成覆盖层，因此，在所述参考单元区331内，能够避免外部压力使包括压敏电极313的电容产生电容值变化，而所述参考单元区331的压敏电极313能够随压力以外的因素而引起电容变化。将所述敏感探测区330的压敏电极313输出的电信号去除所述参考单元区331的压敏电极313输出的电信号，则能够获得仅受外部压力影响而产生的电信号。因此，所形成的MEMS压力传感器的精确度提高。

请参考图14，去除所述第二基底310(如图13所示)，形成与所述第二衬底314的第三表面318相对的第五表面322；自所述第二衬底314的第五表面122一侧形成贯穿至至少导电层303的第一导电插塞323，所述第一导电插塞323用于将所述导电层303与压敏电极313形成电连接。

本实施例中，第一导电结构包括：第三导电插塞324和第一导电层325

去除所述第二基底310的步骤与前述实施例的相关说明相同，在此不做赘述。形成第一导电插塞323和第一导电结构的步骤与前述实施例的相关说明相同，在此不做赘述。

请参考图15，在去除所述第二基底310(如图13所示)之后，在所述参考单元区331的第二衬底314第五表面322形成覆盖层332。

在去除所述第二基底310(如图13所示)之后，在所述参考单元区331的第二衬底314第五表面322形成覆盖层332。

所述覆盖层332的材料包括绝缘材料，且所述覆盖层332的硬度较高，能够保护所述参考单元区331的压敏电极313免受外部压力影响。

所述覆盖层332的形成步骤包括：在所述第五表面322和第一导电结构表面沉积覆盖膜；在覆盖膜表面形成图形化层；以图形化层为掩膜，刻蚀所述覆盖膜直至位于敏感探测区330的第五表面322。所述覆盖层332的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、无定形碳、多晶硅、无定形硅、多晶锗或无定型锗中的一种或多种；所述覆盖膜的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺；刻蚀覆盖膜的工艺包括各向异性的干法刻蚀工艺。

由于所述参考单元区331的第二衬底314第五表面322形成覆盖层332，因此，在所述参考单元区331内的压敏电极313难以应外部压力而引起电容变化，而所述参考单元区331的压敏电极313能够随压力以外的因素而产生引起电容变化。将所述敏感探测区330与参考单元区331的压敏电极313输出的电信号相减，则能够获得仅受外部压力影响而产生的电信号。

相应的，本发明该实施例还提供一种采用上述方法所形成的MEMS压力传感器，请继续参考图15，包括：第一衬底300，所述第一衬底300包括相对的第一表面301和第二表面302，所述第一衬底300包括至少一层导电层303，所述导电层303位于所述第一衬底300的第一表面301一侧；第二衬底314，所述第二衬底314包括相对的第三表面318和第五表面322，所述第二衬底314包括压敏电极313，所述第二衬底314包括压力传感区380和参考单元区331，所述压敏电极313位于所述压力传感区380和参考单元区331内；所述第一衬底300的第一表面301与第二衬底314的第三表面318相互固定，且所述第一衬底300与第二衬底314的压力传感区380和参考单元区331之间具有空腔321；自所述第二衬底314的第五表面318一侧贯穿至至少一层导电层303的第一导电插塞323；与所述第一导电插塞323以及压敏电极313电连接的第一导电结构，所述第一导电插塞323用于使所述导电层303与压敏电极313电连接。

本实施例中，所述第一衬底300内还包括固定电极340，所述固定电极340位于所述第一衬底300的第一表面304一侧；所述固定电极340与压敏电极313对应，所述空腔321位于所述压敏电极313和固定电极340之间。

所述覆盖层332的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、无定形碳、多晶硅、无定形硅、多晶锗或无定型锗中的一种或多种。

所述第一衬底300、第二衬底314、压敏电极313、固定电极340、导电层303、第一导电插塞323和第一导电结构与前述实施例的图9及相关说明相同，在此不作赘述。

第四实施例

图16至图17是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图16，请参考图16，提供第一衬底400，所述第一衬底400包括相对的第一表面401和第二表面402，所述第一衬底400包括第一基底404和至少一层导电层403，所述导电层403位于所述第一衬底400的第一表面401一侧；形成贯通所述第一衬底400的第二开口450。

本实施例中，所述第一衬底400内还包括固定电极440，所述固定电极440位于所述第一衬底400的第一表面404一侧。

所述第二开口450的形成步骤包括：在第一衬底400的第二表面402形成图形化层，所述图形化层暴露出需要形成第二开口的对应位置；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述第一衬底400，直至贯通所述第一衬底400，形成第二开口450。所述图形化层为图形化的光刻胶层；所述刻蚀工艺包括各向异性的干法刻蚀工艺。

所述第一衬底400、以及第一衬底400内的第一基底404和导电层403与前述实施例的图1及对应说明所述相同，在此不做赘述。

请参考图17，提供第二衬底414，所述第二衬底414包括相对的第三表面418和第四表面419，所述第二衬底414包括第二基底以及位于第二基底上的压敏电极413，所述第二衬底414包括压力传感区480，所述压敏电极413位于所述压力传感区480内，所述压敏电极413位于所述第二衬底414的第三表面418一侧；将第一衬底400的第一表面401与第二衬底414的第三表面418相互固定，并在所述第一衬底400与第二衬底414的压力传感区480之间形成空腔421；去除所述第二基底，形成与所述第二衬底417的第三表面418相对的第五表面422；自所述第二衬底414的第五表面422一侧形成贯穿至至少一层导电层403的第一导电插塞423，所述第一导电插塞423用于将所述导电层403与压敏电极413形成电连接。

在将第一衬底400的第一表面401与第二衬底414的第三表面418相互固定之后，所述固定电极440与压敏电极413对应，所述空腔421位于所述压敏电极413和固定电极440之间。

本实施例中，形成与所述第一导电插塞423以及压敏电极413电连接的第一导电结构，第一导电结构包括：第三导电插塞424和第一导电层425。

所述第二衬底414的材料、结构及形成步骤和工艺与前述实施例的图2至图5及相关说明相同，将第一衬底400和第二衬底414相互固定的步骤与前述实施例的图6及相关说明相同，去除第二基底的步骤与前述实施例的图7及相关说明相同，形成第一导电插塞423和第一导电结构的步骤与前述实施例的相关说明相同，在此不做赘述。

在将第一衬底400的第一表面401与第二衬底417的第三表面418相互固定之后，由于所述第二开口450的位置与所述第二衬底的压力传感区480的位置对应，因此能够使所述第二开口450与所述空腔421相互贯通，则压力传感膜的两侧均与外部环境连通。

由于所述第二开口450与外部环境连通，使得所述压力传感膜的两侧均能够获取外部环境的压力；当所述压力传感膜的两侧表面受到的压力存在压力差时，能够引起所述压力传感膜形变，从而造成所述压敏电极413引起电容值变化。因此，本实施例的压敏电极413能够获取两侧表面的压力差信号，以此能够使所形成的MEMS压力传感器为压差传感器。

相应的，本发明该实施例还提供一种采用上述方法所形成的MEMS压力传感器，请继续参考图17，包括：第一衬底400，所述第一衬底400包括相对的第一表面401和第二表面402，所述第一衬底400包括至少一层导电层403，所述导电层403位于所述第一衬底400的第一表面401一侧；第二衬底414，所述第二衬底414包括相对的第三表面418和第五表面422，所述第二衬底414包括压敏电极413，所述第二衬底414包括压力传感区480，所述压敏电极413位于所述压力传感区480内；所述第一衬底400的第一表面401与第二衬底414的第三表面418相互固定，且所述第一衬底400与第二衬底414的压力传感区480之间具有空腔421；自所述第二衬底417的第五表面422一侧贯穿至至少一层导电层403表面的第一导电插塞423，所述第一导电插塞423用于将所述导电层403与压敏电极413形成电连接。

本实施例中，所述第一衬底400内还包括固定电极440，所述固定电极440位于所述第一衬底400的第一表面404一侧；所述固定电极440与压敏电极413对应，所述空腔421位于所述压敏电极413和固定电极440之间。

本实施例还包括与所述第一导电插塞423以及压敏电极413电连接的第一导电结构；贯通所述第一衬底400的第二开口450，所述第二开口450的位置与所述第二衬底414的压力传感区480的位置对应。

实施例五

图18至图20是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图18，提供第一衬底200，所述第一衬底500包括相对的第一表面501和第二表面502，所述第一衬底501包括至少一层导电层503，所述导电层503位于所述第一衬底500的第一表面501一侧；提供第二衬底514，所述第二衬底514包括相对的第三表面518和第四表面519，所述第二衬底514包括第二基底510以及位于第二基底510上的压敏电极513，所述第二衬底514包括压力传感区580，所述压敏电极513位于所述压力传感区580内，所述压敏电极513位于所述第二衬底517的第三表面518一侧；将第一衬底500的第一表面501与第二衬底514的第三表面518相互固定，并在所述第一衬底500与第二衬底514的压力传感区580之间形成空腔521。

在本实施例中，所述第一衬底500内还具有固定电极540，所述固定电极540位于所述第一衬底500的第一表面501一侧；在将第一衬底500的第一表面501与第二衬底517的第三表面518相互固定之后，所述固定电极540与压敏电极513对应，所述空腔521位于所述压敏电极513和固定电极540之间。

在另一实施例中，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

本实施例中，所述第一衬底500包括位于所述第一表面501一侧的第一结合层506。

在一实施例中，所述第一衬底500还包括自测电极，在将第一衬底500的第一表面501与第二衬底514的第三表面518相互固定之后，所述自测电极的位置与所述第二衬底514的压力传感区580的位置对应。

所述第二衬底514还包括位于所述第二基底510表面的保护层511，所述压敏电极513位于所述保护层511表面。在一实施例中，所述第二衬底514的形成步骤包括：提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括基底、位于基底表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的半导体层；在所述半导体层表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出部分半导体层表面；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀所述半导体层，形成压敏电极513，所述基底为第二基底510，所述绝缘层为保护层511；在所述刻蚀工艺之后，去除所述第一图形化层。通过刻蚀半导体层还能够形成电极互连层，所述电极互连层与压敏电极513电互连。在另一实施例中，所述第二基底510为体基底。

所述第二衬底514还包括位于所述第三表面518一侧的第二结合层517。在一实施例中，在所述第一结合层506和第二结合层517中，至少一者的材料包括绝缘材料。

在一实施例中，将第一衬底500的第一表面501与第二衬底514的第三表面518相互固定工艺包括键合工艺。在另一实施例中，将第一衬底500的第一表面501与第二衬底514的第三表面518相互固定工艺为粘结工艺；所述第一结合层506或第二结合层518为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

在一实施例中，所述第二衬底514还包括敏感探测单元区和参考单元区；所述空腔521分别形成于所述敏感探测单元区和参考单元区内。

在一实施例中，所述空腔521的形成步骤包括：在将第一衬底500的第一表面501与第二衬底514的第三表面518相互固定之前，在所述第二衬底514的第三表面518形成第一开口，所述第一开口的位置与所述第二衬底514的压力传感区580的位置对应；在将第一衬底500的第一表面501与第二衬底514的第三表面518相互固定之后，所述第一开口与第一衬底501的第一表面501构成空腔521。

在一实施例中，还包括形成贯通所述第一衬底500的第二开口，在将第一衬底500的第一表面501与第二衬底514的第三表面518相互固定之后，所述第二开口的位置与所述第二衬底514的压力传感区580的位置对应。

本实施例中，所述第一衬底500、第二衬底514、以及将第一衬底500与第二衬底514固定的步骤与前述实施例的图1至图6及相关说明相同，在此不作赘述。

请参考图19，对所述第二衬底514的第四表面519(如图18所示)进行减薄，去除部分厚度的第二基底510，形成与所述第二衬底514的第三表面518相对的第五表面522。

所述减薄第四表面519的工艺包括化学机械抛光工艺。在本实施例中，所述第二衬底514的第二表面519为第二基底510的表面，因此所述化学机械抛光工艺减薄所述第二基底。在减薄所述第二基底510之后，位于保护层511表面的未被减薄的第二基底510用于对压敏电极513以及保护层511进行保护。

在一实施例中，所述第二衬底514还包括敏感探测单元区和参考单元区，且所述空腔521分别形成于所述敏感探测单元区和参考单元区内时，在减薄所述第二基底510之后，在所述参考单元区的第二衬底514第五表面522形成覆盖层。

请参考图20，自所述第二衬底514的第五表面522一侧形成贯穿至至少一层导电层503的第一导电插塞523，所述第一导电插塞523用于将所述导电层503与压敏电极513形成电连接。

所述第一导电插塞523通过第一导电结构将所述导电层503与压敏电极513形成电连接，所述第一导电结构包括：由第二衬底514的第五表面522贯穿至电极互连层的第三导电插塞524、以及位于第二衬底第五表面522的第一导电层525，所述第一导电层525还位于第一导电插塞523和第三导电插塞524的顶部表面。所述第一导电层525与第二基底510之间还能够形成绝缘层。

所述第一导电结构和第一导电插塞523的材料、结构和形成步骤与前述实施例的图8和图9及相关说明相同，在此不做赘述。

相应的，本发明该实施例还提供一种采用上述方法所形成的MEMS压力传感器，请继续参考图20，包括：第一衬底500，所述第一衬底500包括相对的第一表面501和第二表面502，所述第一衬底500包括至少一层导电层503，所述导电层503靠近所述第一衬底500的第一表面501；第二衬底514，所述第二衬底514包括相对的第三表面518和第五表面522，所述第二衬底514包括第二基底510以及位于第二基底510上的压敏电极513，所述第二衬底514包括压力传感区580，所述压敏电极513位于所述压力传感区580内，所述压敏电极513位于所述第二衬底514的第三表面518一侧；所述第一衬底500的第一表面501与第二衬底514的第三表面518相互固定，且所述第一衬底500与第二衬底514的压力传感区580之间具有空腔521；自所述第二衬底514的第五表面522一侧形成贯穿至至少一层导电层503的第一导电插塞523，所述第一导电插塞523用于将所述导电层513与压敏电极513形成电连接。

以下将对上述结构进行详细说明。

在本实施例中，所述第一衬底500内还具有固定电极540，所述固定电极540位于所述第一衬底500的第一表面501一侧；所述固定电极540与压敏电极513对应，所述空腔521位于所述压敏电极513和固定电极540之间。

在另一实施例中，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

所述第二衬底514还包括位于压敏电极513表面的保护层511，所述保护层511表面为所述第五表面522。

第一导电插塞523通过第一导电结构将所述导电层513与压敏电极513形成电连接，所述第一导电结构包括：由第二衬底514的第五表面522贯穿至电极互连层的第三导电插塞524、以及位于第二衬底514第五表面522的第一导电层525，所述第一导电层还位于第一导电插塞523和第三导电插塞524的顶部表面。

所述第二衬底514还包括位于所述第三表面518一侧的第二结合层517；或者，所述第一衬底500包括位于所述第一表面501一侧的第一结合层506；或者，所述第二衬底514还包括位于所述第三表面518一侧的第二结合层517，且所述第一衬底500包括位于第一表面501一侧的第一结合层506。

在一实施例中，在所述第一结合层506和第二结合层517中，至少一者的材料包括绝缘材料。

在一实施例中，所述第一衬底500还包括电路。

在一实施例中，所述第一结合层506或第二结合层517为粘结层，所述粘结层的材料包括绝缘材料，半导体材料、金属材料或有机材料。

在另一实施例中，所述第一结合层506为键合层；或者，所述第二结合层517为键合层；或者，所述第一结合层506和第二结合层517为键合层。

实施例六

图21至图23是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图21，提供第一衬底600，所述第一衬底600包括相对的第一表面601和第二表面602，所述第一衬底600包括第一基底604和至少一层导电层603，所述导电层603位于所述第一衬底600的第一表面601一侧；提供第二衬底614，所述第二衬底614包括相对的第三表面618和第四表面，所述第二衬底614包括第二基底610、以及位于第二基底610上的压敏电极613，所述第二衬底614包括压力传感区680，所述压敏电极613位于所述压力传感区680内，所述压敏电极613位于所述第二衬底614的第三表面618一侧；将第一衬底600的第一表面601与第二衬底614的第三表面618相互固定，并在所述第一衬底600与第二衬底614的压力传感区680之间形成空腔621；对所述第二衬底614的第四表面进行减薄，去除部分厚度的第二基底610，形成与所述第二衬底614的第三表面618相对的第五表面622。

在本实施例中，所述第一衬底600内还具有固定电极640，所述固定电极640位于所述第一衬底600的第一表面601一侧；在将第一衬底600的第一表面601与第二衬底617的第三表面618相互固定之后，所述固定电极640与压敏电极513对应，所述空腔621位于所述压敏电极613和固定电极640之间。

在另一实施例中，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

所述第二衬底614还包括位于所述第三表面618一侧的第二结合层617。所述第一衬底600、第二衬底614、将第一衬底600的第一表面601与第二衬底614的第三表面618相互固定的步骤、以及对所述第二衬底614的第四表面进行减薄的步骤与前述实施例的图18和图19及相关说明相同，在此不作赘述。

请参考图22，在对所述第二衬底614的第四表面进行减薄之后，在所述第二衬底614内形成第三开口660，且所述第三开口660的位置与第二衬底614的压力传感区680对应。

所述第三开口660能够贯穿所述第二基底610，或者还能够不贯穿所述第二基底610。

在一实施例中，在第二基底内形成的第三开口不贯穿所述第二基底，或者不在所述第二基底内形成第三开口时，在所述第二衬底的第五表面一侧形成至少一个贯穿第二基底的第五通孔，所述第五通孔的位置与压力传感区对应。

首先，所述具有第五通孔的第二基底能够用于过滤空气中的尘埃；其次，所述具有第五通孔的第二基底还能够用于电屏蔽；此外，位于压力传感区的第二基底还能够作为自测电极，当对于所述第二基底施加偏压时，第二基底能够对压敏电极产生静电引力，以此检测压敏电极是否能够正常工作。

所述第三开口660的形成步骤包括：在第二衬底614的第五表面622形成图形化层，所述图形化层暴露出需要形成第三开口660的对应位置；以所述图形化层为掩膜，对所述第二衬底614的第五表面622进行刻蚀，形成第三开口660。所述图形化层为图形化的光刻胶层；所述刻蚀工艺包括各向异性的干法刻蚀工艺。在本实施例中，所述第三开口660暴露出所述保护层611。

由于除压力传感区680以外的区域均具有第二基底610覆盖，从而能够在不影响所述压敏电极613精确获取外部压力的同时，增加所述压敏电极613到外部环境的距离，从而使所述压敏电极613受到保护，避免压力传感膜及表面的保护层611受到磨损或其它损伤。

在一实施例中，所述第二衬底614还包括敏感探测单元区和参考单元区，且所述空腔621分别形成于所述敏感探测单元区和参考单元区内，则所述第三开口660能够仅暴露出敏感探测单元区的保护层611表面，而所述参考单元区的保护层611表面依旧具有第二基底610覆盖，则无需在所述第二基底610表面形成额外的覆盖层，能够以所述第二基底610形成位于参考单元区的压力传感层612表面的覆盖层。

请参考图23，形成自所述第二衬底614的第五表面622一侧贯穿至至少一层导电层603表面的第一导电插塞623，所述第一导电插塞623用于将所述导电层603与压敏电极613形成电连接。

所述第一导电结构和第一导电插塞623的材料、结构和形成步骤与前述实施例的图8和图9及相关说明相同，在此不做赘述。

相应的，本发明该实施例还提供一种采用上述方法所形成的MEMS压力传感器，请继续参考图23，包括：第一衬底600，所述第一衬底600包括相对的第一表面601和第二表面602，所述第一衬底600包括电路603，所述电路603靠近所述第一衬底600的第一表面601；第二衬底614，所述第二衬底614包括相对的第三表面618和第五表面622，所述第二衬底614包括第二基底610以及位于第二基底610上的压敏电极613，所述压敏电极613位于所述第二衬底614的第三表面618一侧；所述第二衬底614内具有第三开口660，且所述第三开口660的位置与压敏电极613对应；所述第一衬底600的第一表面601与第二衬底614的第三表面618相互固定；所述第一衬底600和第二衬底614之间具有空腔621；自所述第二衬底614的第五表面622贯穿至电路603表面的第一导电插塞623；与所述第一导电插塞623以及压敏电极613电连接的第一导电结构。

实施例七

图24至图26是本发明另一实施例的MEMS压力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图24，提供第二衬底714，所述第二衬底714包括相对的第三表面718和第四表面719，所述第二衬底714包括第二基底710以及位于第二基底710内部的压敏电极，所述第二衬底714包括压力传感区780，所述压敏电极713位于所述压力传感区780内，所述压敏电极位于所述第二衬底714的第三表面718一侧。

本实施例中，所述压敏电极由第二基底710形成，所述第二基底710为体基底。所述第二基底710表面还具有第二结合层717。所述压力传感区780内的第二基底710靠近第三表面718的一侧用于形成压敏电极。所述第二结合层717的材料、结构和形成工艺与前述实施例相同，在此不做赘述。

本实施例中，所述第二衬底714的第三表面718一侧具有第一开口720，所述第一开口720的位置与压力传感区780的位置对应。

在一实施例中，所述第二衬底714还包括敏感探测单元区和参考单元区；所述敏感探测单元区和参考单元区内分别形成压敏电极。

请参考图25，提供第一衬底700，所述第一衬底700包括相对的第一表面701和第二表面702，所述第一衬底701包括至少一层导电层703，所述导电层703位于所述第一衬底700的第一表面701一侧；将第一衬底700的第一表面701与第二衬底714的第三表面718相互固定；在第一衬底700和第二衬底714的压力传感区780之间形成空腔721；从所述第二衬底714的第四表面719一侧进行减薄，去除部分厚度的第二基底710，形成与所述第二衬底714的第三表面718相对的第五表面722。

本实施例中，所述第一衬底700与前述实施例的相关说明相同，将第一衬底700与第二衬底714固定、以及对第四表面719进行减薄的步骤与前述实施例的图18和图19及相关说明相同，在此不作赘述。

所述第一衬底700还包括电路，所述电路包括半导体器件结构、以及电互连结构，所述导电层703可以是电路导电层的一部分，也可以是在电路上附加的导电层。导电层703可以包括导体或者半导体。

本实施例中，所述第一衬底700内还包括固定电极740，所述固定电极740位于所述第一衬底700的第一表面701一侧，且所述第一衬底700的位置与第二衬底714的压力传感区780的位置对应。

本实施例中，所述第一衬底700还包括位于所述第一表面701一侧的第一结合层706。在一实施例中，在所述第一结合层706和第二结合层717中，至少一者的材料包括绝缘材料。

在一实施例中，将第一衬底700的第一表面701与第二衬底714的第三表面718相互固定工艺包括键合工艺。在另一实施例中，将第一衬底700的第一表面701与第二衬底714的第三表面718相互固定工艺为粘结工艺；所述第一结合层706或第二结合层717为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

在本实施例中，在将第一衬底700与第二衬底714相互固定之后，位于第二衬底714第三表面718一侧的第一开口720能够与第一衬底700形成空腔721；所述空腔721位于压敏电极713和固定电极740之间。

请参考图26，在对所述第二衬底714的第四表面719进行减薄之后，刻蚀所述第二基底710(如图25所示)，形成压敏电极713；自所述第二衬底714的第五表面722一侧形成贯穿至至少一层导电层703的第一导电插塞723，所述第一导电插塞723用于将所述导电层703与压敏电极713形成电连接。

所述压敏电极713的位置与压力传感区780对应。在本实施例中，在形成压敏电极713的同时，还包括刻蚀第二基底710以形成电极互连层，所述电极互连层与压敏电极713电互连。

本实施例中，在形成所述空腔721之后，还包括在所述第二结合层717和压敏电极713表面形成第三介质层726。所述第一导电插塞723贯穿所述第三介质层、第二结合层717和第一结合层706直至与至少一层导电层703连接。

本实施例中，还包括：在第三介质层726内形成与电极互连层电连接的第三导电插塞724；在所述第三介质层726、第三导电插塞724和第一导电插塞723表面形成第一导电层725。所述第三导电插塞724和第一导电层725构成第一导电结构，所述第一导电插塞723通过第一导电结构与压敏电极713电互连。

所述第一导电插塞723和第一导电结构的材料、结构和形成步骤与前述实施例的图8和图9及相关说明相同，在此不做赘述。

实施例八

在图9的基础上，请参考图27，图27是本发明另一实施例的MEMS应力传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图27，自所述第一衬底100的第二表面102一侧形成贯穿至至少一层所述导电层103的第四导电插塞800。与所述第四导电插塞800连接的导电层103、以及与第一导电插塞123连接的导电层103能够位于同一层或不同层。

本实施例中，在形成所述第四导电插塞800之前，还包括：在所述第一衬底100的第二表面形成第四介质层801，所述第四介质层801暴露出部分第一衬底100的第二表面102；以所述第四介质层801为掩膜，刻蚀所述第一衬底100直至暴露出至少一层导电层103，在第一衬底100内形成第四通孔；在所述第四通孔内形成第四导电插塞800。

在本实施例中，在形成第四介质层801之前，还能够自所述第一衬底100的第二表面102一侧进行减薄，使得形成第四通孔的刻蚀工艺难度降低、刻蚀深度减小。

在本实施例中，在形成第四导电插塞800之后，还包括：在所述第四介质层表面形成第四导电层802，所述第四导电层802还位于所述第四导电插塞800的顶部。此外，所述第四导电层802表面还能够形成焊球803，所述焊球803用于使所形成的MEMS压力传感器能够与基板布线电连接。

所述第四介质层801用于电隔离所述第四导电层802与第一基底104；所述第四介质层801的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低k介质材料或超低k介质材料。所述第四导电层802的材料包括导电材料，所述导电材料包括金属、金属化合物或掺杂离子的半导体材料。所述刻蚀形成第四通孔的工艺为各向异性的干法刻蚀工艺。自所述第一衬底100的第二表面102一侧进行减薄的工艺为化学机械抛光工艺。

所述第四导电插塞800的形成步骤包括：在所述第二表面102和第四通孔内形成填充满所述第四通孔的导电膜；去除第二表面102上不必要的导电膜，形成所述第四导电插塞800。在一实施例中，能够完全去除第二表面102上的导电膜。在另一实施例中，能够在第二表面102上保留部分导电膜。

所述第四导电插塞800的一端能够相对于第二表面102突出、凹陷或齐平。

在一实施例中，在形成所述导电膜之前，在所述第四通孔的侧壁表面形成绝缘层，在形成绝缘层之后形成填充满第四通孔的导电膜；所述绝缘层用于电隔离所述导电膜和第一基底104。

所述第四导电插塞800的材料包括铜、钨、铝、银或金；所述导电膜的形成工艺包括物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺、电镀工艺或化学镀工艺；去除第二表面102上的导电膜的工艺包括化学机械抛光工艺。此外，所述第一通孔的侧壁表面还能够形成第一阻挡层，所述导电膜形成于第一阻挡层表面，所述第一阻挡层的材料包括钛、钽、氮化钽或氮化钛中的一种或多种。

在另一实施例中，在将第一衬底和第二衬底相互固定之前，从第一衬底100的第一表面101一侧形成第四插塞，所述第四插塞能够贯穿或不贯穿所述第一衬底100；当所述第四插塞不贯穿所述第一衬底100时，在形成所述第四插塞之后，自所述第一衬底100的第二表面102一侧进行减薄，直至暴露出所述第四插塞为止。在该实施例中，所形成的第四插塞自第一衬底100的第二表面102贯穿至第一表面101一侧的至少一层导电层103。所述第四导电插塞800的形成步骤包括：在所述第一衬底100的第一表面101一侧形成第四通孔，所述第四通孔的底部伸入第一基底104；在所述第一表面101一侧和第四通孔内形成填充满所述第四通孔的导电膜；去除第一表面101一侧不必要的导电膜，形成所述第四导电插塞。在一实施例中，在形成所述导电膜之前，在所述第四通孔的侧壁表面形成绝缘层，在形成绝缘层之后形成填充满第四通孔的导电膜；所述绝缘层用于电隔离所述导电膜和第一基底104。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (56)

1.一种MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一衬底，所述第一衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述第一衬底包括至少一层导电层，所述导电层位于所述第一衬底的第一表面一侧；

提供第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第四表面，所述第二衬底包括第二基底以及位于第二基底上的压敏电极，所述第二衬底包括压力传感区，所述压敏电极位于所述压力传感区内，所述压敏电极位于所述第二衬底的第三表面一侧；

将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定；

在所述第一衬底与第二衬底的压力传感区之间形成空腔；

去除所述第二基底，形成与所述第二衬底的第三表面相对的第五表面；

自所述第二衬底的第五表面一侧形成贯穿至至少一层所述导电层的第一导电插塞，所述第一导电插塞用于将所述导电层与压敏电极形成电连接。

2.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第二衬底内还包括固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

3.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第一衬底内还包括固定电极，所述固定电极位于所述第一衬底的第一表面一侧；在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述固定电极与压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

4.如权利要求3所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述空腔的形成步骤包括：在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之前，形成第一开口，所述第一开口位于所述第二衬底的第三表面一侧或第一衬底的第一表面一侧，或者所述第一衬底的第一表面一侧和第二衬底第三表面一侧均具有第一开口，所述第一开口的位置与所述压力传感区的位置对应。

5.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第一衬底还包括电路。

6.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第二衬底的形成步骤包括：提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括基底、位于基底表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的半导体层；刻蚀所述半导体层以形成压敏电极；所述基底为第二基底。

7.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层；或者，所述第一衬底包括位于所述第一表面一侧的第一结合层；或者，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层，且所述第一衬底包括位于第一表面一侧的第一结合层。

8.如权利要求7所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，在所述第一结合层和第二结合层中，至少一者的材料包括绝缘材料。

9.如权利要求7所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定工艺为粘结工艺；所述第一结合层或第二结合层为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

10.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定工艺为键合工艺。

11.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第一衬底还包括自测电极，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述自测电极的位置与所述压力传感区的位置对应。

12.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第二衬底还包括参考单元区；在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，还在所述第一衬底与第二衬底的参考单元区之间形成空腔，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区的第二衬底比压力传感区的第二衬底具有更小的形变。

13.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，形成贯通所述第一衬底的第二开口，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述第二开口的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

14.如权利要求1所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，还包括：形成自所述第一衬底的第二表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第四导电插塞。

15.一种MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一衬底，所述第一衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述第一衬底包括至少一层导电层，所述导电层位于所述第一衬底的第一表面一侧；

提供第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第四表面，所述第二衬底包括第二基底以及位于第二基底上或内部的压敏电极，所述第二衬底包括压力传感区，所述压敏电极位于所述压力传感区内，所述压敏电极位于所述第二衬底的第三表面一侧；

将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定；

在所述第一衬底与第二衬底的压力传感区之间形成空腔；

对所述第二衬底的第四表面进行减薄，去除部分厚度的第二基底，形成与所述第二衬底的第三表面相对的第五表面；

自所述第二衬底的第五表面一侧形成贯穿至至少一层所述导电层的第一导电插塞，所述第一导电插塞用于将所述导电层与压敏电极形成电连接。

16.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

17.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第一衬底内还具有固定电极，所述固定电极位于所述第一衬底的第一表面一侧；在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述固定电极与导电压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

18.如权利要求17所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述空腔的形成步骤包括：在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之前，形成第一开口，所述第一开口位于所述第二衬底的第三表面一侧或第一衬底的第一表面一侧，或者所述第一衬底的第一表面一侧和第二衬底第三表面一侧均具有第一开口，所述第一开口的位置与所述压力传感区的位置对应。

19.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第一衬底还包括电路。

20.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，在对所述第二衬底的第四表面进行减薄之后，在所述第二衬底内形成第三开口，且所述第三开口的位置与压力传感区对应。

21.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第二衬底的形成步骤包括：提供绝缘体上半导体衬底，所述绝缘体上半导体衬底包括基底、位于基底表面的绝缘层、以及位于绝缘层表面的半导体层；刻蚀所述半导体层以形成压敏电极，所述基底为第二基底。

22.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层；或者，所述第一衬底包括位于所述第一表面一侧的第一结合层；或者，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层，且所述第一衬底包括位于第一表面一侧的第一结合层。

23.如权利要求22所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，在所述第一结合层和第二结合层中，至少一者的材料包括绝缘材料。

24.如权利要求22所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定工艺为粘结工艺；所述第一结合层或第二结合层为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

25.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定工艺为键合工艺。

26.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第一衬底还包括自测电极，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述自测电极的位置与所述压力传感区的位置对应。

27.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，所述第二衬底还包括参考单元区；在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，还在所述第一衬底与第二衬底的参考单元区之间形成空腔，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区的第二衬底比压力传感区的第二衬底具有更小的形变。

28.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，形成贯通所述第一衬底的第二开口，在将第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定之后，所述第二开口的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

29.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第二衬底的第五表面一侧形成至少一个贯穿第二基底的第五通孔，所述第五通孔的位置与压力传感区对应。

30.如权利要求15所述的MEMS压力传感器的形成方法，其特征在于，还包括：形成自所述第一衬底的第二表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第四导电插塞。

31.一种MEMS压力传感器，其特征在于，包括：

第一衬底，所述第一衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述第一衬底包括至少一层导电层，所述导电层位于所述第一衬底的第一表面一侧；

第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第五表面，所述第二衬底包括压敏电极，所述第二衬底包括压力传感区，所述压敏电极位于所述压力传感区内；

所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定；

所述第一衬底与第二衬底的压力传感区之间具有空腔；

自所述第二衬底的第五表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第一导电插塞，所述第一导电插塞用于使所述导电层与压敏电极电连接。

32.如权利要求31所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

33.如权利要求31所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一衬底内还具有固定电极，所述固定电极位于所述第一衬底的第一表面一侧，所述固定电极与压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

34.如权利要求31所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一衬底还包括电路。

35.如权利要求31所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层；或者，所述第一衬底包括位于所述第一表面一侧的第一结合层；或者，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层，且所述第一衬底包括位于第一表面一侧的第一结合层。

36.如权利要求35所述的MEMS压力传感器，其特征在于，在所述第一结合层和第二结合层中，至少一者的材料包括绝缘材料。

37.如权利要求35所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一结合层或第二结合层为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

38.如权利要求35所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一结合层为键合层；或者，所述第二结合层为键合层；或者，所述第一结合层和第二结合层为键合层。

39.如权利要求31所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一衬底还包括自测电极，所述自测电极的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

40.如权利要求31所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第二衬底还包括参考单元区；所述第一衬底与第二衬底的参考单元区之间也具有空腔，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区的第二衬底比压力传感区的第二衬底具有更小的形变。

41.如权利要求31所述的MEMS压力传感器，其特征在于，还包括：贯通所述第一衬底的第二开口，所述第二开口的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

42.如权利要求31所述的MEMS压力传感器，其特征在于，还包括：自所述第一衬底的第二表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第四导电插塞。

43.一种MEMS压力传感器，其特征在于，包括：

第一衬底，所述第一衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述第一衬底包括至少一层导电层，所述导电层位于所述第一衬底的第一表面一侧；

第二衬底，所述第二衬底包括相对的第三表面和第五表面，所述第二衬底包括第二基底以及位于第二基底上或内部的压敏电极，所述第二衬底包括压力传感区，所述压敏电极位于所述压力传感区内；

所述第一衬底的第一表面与第二衬底的第三表面相互固定；

所述第一衬底与第二衬底的压力传感区之间具有空腔；

自所述第二衬底的第五表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第一导电插塞，所述第一导电插塞用于使所述导电层与压敏电极电连接。

44.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第二衬底内还具有固定电极，所述固定电极与所述压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

45.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一衬底内还具有固定电极，所述固定电极位于所述第一衬底的第一表面一侧，所述固定电极与导电压敏电极对应，所述空腔位于所述压敏电极和固定电极之间。

46.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一衬底还包括电路。

47.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第二衬底内具有第三开口，且所述第三开口的位置与压力传感区对应。

48.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层；或者，所述第一衬底包括位于所述第一表面一侧的第一结合层；或者，所述第二衬底还包括位于所述第三表面一侧的第二结合层，且所述第一衬底包括位于第一表面一侧的第一结合层。

49.如权利要求48所述的MEMS压力传感器，其特征在于，在所述第一结合层和第二结合层中，至少一者的材料包括绝缘材料。

50.如权利要求48所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一结合层或第二结合层为粘结层，材料包括绝缘材料、半导体材料、金属材料或有机材料。

51.如权利要求48所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一结合层为键合层；或者，所述第二结合层为键合层；或者，所述第一结合层和第二结合层为键合层。

52.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第一衬底还包括自测电极，所述自测电极的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

53.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，所述第二衬底还包括参考单元区；所述第一衬底与第二衬底的参考单元区之间也具有空腔，在受到相同外部压力的情况下，所述参考单元区的第二衬底比压力传感区的第二衬底具有更小的形变。

54.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，形成贯通所述第一衬底的第二开口，所述第二开口的位置与所述第二衬底的压力传感区的位置对应。

55.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，还包括：至少一个位于所述第二衬底的第五表面一侧并贯穿第二基底的第五通孔，所述第五通孔的位置与压力传感区对应。

56.如权利要求43所述的MEMS压力传感器，其特征在于，还包括：自所述第一衬底的第二表面一侧贯穿至至少一层所述导电层的第四导电插塞。