CN109485011A - 基于Si-Si-Si-玻璃晶圆键合技术的MEMS谐振压力传感器及制造工艺 - Google Patents

基于Si-Si-Si-玻璃晶圆键合技术的MEMS谐振压力传感器及制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于Si‑Si‑Si‑玻璃晶圆键合技术的MEMS谐振压力传感器及制造工艺，该MEMS谐振式压力传感器从顶到底的顺序是Si压力敏感层、Si谐振器层、Si坑槽衬底层、玻璃坑槽衬底层，Si压力敏感层与Si谐振器层、Si谐振器层与Si坑槽衬底层采用Si‑Si键合工艺键合；Si坑槽衬底层与玻璃坑槽衬底层采用Si‑玻璃阳极键合工艺键合。其中Si压力敏感层与Si谐振器层之间有第一SiO2层，Si谐振器层与Si坑槽衬底层之间有第二SiO2层。本发明的MEMS压力传感器，降低了MEMS微纳加工与高真空封装工艺难度、有效消减残余应力与热应力、提高真空参考腔的可靠度和真空度及其及长期维持能力、提高温度补偿准确度，实现压力传感器综合精度及稳定性的提升。

Description

基于Si-Si-Si-玻璃晶圆键合技术的MEMS谐振压力传感器及 制造工艺
技术领域
本发明属于谐振式压力传感器敏感芯片领域，特别涉及一种基于Si-Si-Si-玻璃四层晶圆键合技术的高精度高稳定性MEMS谐振式压力传感器。
背景技术
高精度、高稳定性的压力传感器，在新一代战机、大型运输机与民航客机、空间站与深空及地外星球探测、潜艇与深海潜航器、宇航与导弹武器、真空管道高速飞车、气象观测、消费电子等领域有广泛应用需求。谐振式压力传感器是各类压力传感器中综合精度最高、温度稳定性和长期稳定性最好的一种，已被学术研究领域和工业界广泛认可。微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System，简写为MEMS)技术是实现谐振式压力传感器敏感芯片的主要途径。
MEMS谐振式压力传感器的敏感机理：双端固支的梁置于可敏感压力的薄膜上，压力使敏感薄膜形变弯曲，谐振梁发生拉伸或挤压，固有谐振频率改变，检测电路获取梁的谐振频率，间接测力压力。
MEMS谐振式压力传感器按照原理主要分为热驱动-压阻检测拾振式、热驱动-光检测拾振式、电磁驱动-电磁检测拾振式、静电驱动-电容检测拾振式、静电驱动-压阻检测拾振式等。其中热驱动-压阻检测拾振式、热驱动-光检测拾振式是该领域发展初期研究的技术方法，已基本被淘汰；当前业界主要研究电磁-电磁式(日本yokogawa公司、中科院电子所)、静电-电容式(美国GE公司、日本yokogawa公司、中科院电子所、西北工业大学、厦门大学、中国航天704所)、静电-压阻式(美国GE公司、中国航天704所、厦门大学)。
高精度高稳定性MEMS谐振式压力传感器敏感芯片的技术核心在于：微纳敏感结构的低残余应力和热应力实现，多层晶圆键合真空参考腔封装及电极线导出，谐振器的优化设计与精细加工实现高品质因数低损耗，键合封装的高真空度及其长期维持能力等。
电磁驱动-电磁检测拾振式MEMS谐振式压力传感器：日本yokogawa公司的N.Tadashi等人(Vibration Type Pressure Sensor[P],US20060010981A1,2006)、中科院电子所的Deyong Chen等人(Design and Experiment of a Laterally DrivenMicromachined Resonant Pressure Sensor for Barometers[J],ProcediaEngineering,2010)主要研究电磁驱动-电磁检测拾振式MEMS谐振式压力传感器。采用双端固支于压力敏感膜的H形谐振梁，其工作原理是借助永久磁铁提供恒定磁场，当交变的电流通过H形谐振梁的一个臂时，由于洛伦兹力的作用，谐振梁产生振动，H形谐振梁的另一个臂振动切割磁感线，在梁的两端产生电动势，以此检测谐振运动，实现闭环电路获取谐振梁的谐振频率，间接测量气压。该方案涉及的永磁铁提供恒定磁场的稳定性、电流驱动谐振做功发热等因素是影响传感器稳定性和可靠性进一步提升的关键，难以克服。
静电驱动-电容检测拾振式MEMS谐振式压力传感器：美国GE公司的J.C.Greenwood等人(A Laterally Driven Micromachined Resonant Pressure Sensor[J].Sensors andActuators A:Physical,1996)、日本yokogawa公司的Ryuichiro Noda等人(Developmentof High-resolution Silicon Resonant Atmospheric Pressure Sensor[EB].YokogawaTechnical Report English,2017)主要研究静电驱动-电容检测拾振式MEMS谐振式压力传感器。采用三电极基本结构形式：双端固支于压力敏感膜上的谐振梁作为中间电极，其两侧是固支于周围框架上的另两个电极，形成2个电容，一个用于静电驱动，另一个用于电容敏感振动。该方案不需恒定磁场，做功较小热稳定性好，可以实现较高的精度和稳定性，但寄生电容效应使得闭环检测电路相移控制难度加大，可靠性和稳定性有挑战。
静电驱动-压阻检测拾振式MEMS谐振式压力传感器：美国GE公司P.K.Kinnell和R.Craddoc等人(Advances in Silicon Resonant Pressure Transducers[J].ProcediaChemistry,2009)主要研究静电驱动-压阻检测拾振式MEMS谐振式压力传感器。采用三电极基本结构和压阻敏感结构，三电极结构的2个电容结构用于静电驱动，与谐振器连接的压阻敏感结构在振动过程中阻值变化，检测电路根据压阻变化调整静电驱动，实现谐振器闭环振动频率检测。该方案的MEMS制造工艺涉及到Si-Si-Si三层晶圆键合真空封装技术，封装的真空度及其长期维持能力要求很高，该制造工艺方案难度较大，芯片本身无法敏感自身温度用于补偿提升精度和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有MEMS硅谐振式压力传感器在长期稳定性、可靠性、制造工艺难度等方面的不足，提供基于Si-Si-Si-玻璃四层晶圆键合技术的高精度高稳定性MEMS谐振式压力传感器，降低高真空晶圆封装及其真空度长期保持的制造工艺难度，传感器的精度、稳定性和可靠性得到明显提高。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
基于Si-Si-Si-玻璃晶圆键合技术的MEMS谐振压力传感器，所述MEMS谐振式压力传感器从顶到底的顺序是Si压力敏感层、Si谐振器层、Si坑槽衬底层、玻璃坑槽衬底层，Si压力敏感层与Si谐振器层、Si谐振器层与Si坑槽衬底层采用Si-Si键合工艺键合；Si坑槽衬底层与玻璃坑槽衬底层(600)采用Si-玻璃阳极键合工艺键合；
其中Si压力敏感层与Si谐振器层之间有第一SiO2层，Si谐振器层与Si坑槽衬底层之间有第二SiO2层。
Si压力敏感层的上下端面的相对位置上加工有凹槽，形成压力敏感膜，其中上表面为连续凹槽，下表面为多个不连续的凹槽，且下表面相邻两个凹槽形成凸台。
第一SiO2层与Si压力敏感层的下端面凹槽相对应的位置处加工成通孔。
Si谐振器层包括谐振梁、梳齿电容、四个压阻敏感条和两个体硅电阻温度敏感条；
梳齿电容用于驱动谐振梁振动，压阻敏感条用于检测谐振梁的振动，体硅电阻温度敏感条用于检测Si谐振器层的温度；凸台作为谐振梁的双端固支点；
Si压力敏感层和第一SiO2层对应位置上加工有硅通孔，通孔露出的Si谐振器层的位置上有电极引线盘，用于引出Si谐振器层的电信号。
第二SiO2层上加工有SiO2通孔，SiO2通孔的位置与Si谐振器层的谐振检测区域相对应，所述谐振检测区域包含谐振梁、梳齿电容和四个压阻敏感条。
Si坑槽衬底层与Si谐振器层的谐振检测区域相对应的位置加工有硅坑槽和通气孔，且通气孔和硅坑槽上下贯通。
玻璃坑槽衬底层的上表面与Si谐振器层的谐振检测区域相对应的位置加工有玻璃坑槽，玻璃坑槽上面有吸气剂薄膜层，玻璃坑槽衬底层的下表面加工有拓扑应力隔离条槽。
所述Si压力敏感层和Si坑槽衬底层厚度相同，玻璃坑槽衬底层的厚度大于Si压力敏感层的厚度。
所述MEMS谐振压力传感器的制造工艺，其特征在于步骤如下：
(S1)用单晶硅晶圆作为Si压力敏感层的主体材料，单晶硅晶圆正反面的SiO2层作为掩模，采用TMAH溶液湿法腐蚀Si工艺，加工获得压力敏感膜、凸台结构以及硅通孔的部分深度，并保留下底面的SiO2层；
(S2)用SOI晶圆作为Si谐振器层的主体材料，利用DRIE或ICP干法刻蚀工艺在SOI晶圆的器件层上加工出谐振梁、梳齿电容、压阻敏感条和两个体硅电阻温度敏感条；
(S3)采用Si-Si直接键合工艺技术将步骤(S1)获得的Si压力敏感层与步骤(S2)获得的Si谐振器层键合一起；
(S4)采用机械研磨减薄工艺、硅湿法腐蚀工艺、SiO2湿法腐蚀工艺相结合的方法，将步骤(S3)获得的键合片去除SOI晶圆的衬底层、中间SiO2层，同时进一步腐蚀Si压力敏感层中的硅通孔至贯通,把底面正对的SiO2刻蚀掉，形成第一SiO2层；操作结束后，需在异丙醇中浸泡，然后取出，防止微纳精细结构吸附粘连；
(S5)用单晶硅晶圆作为Si坑槽衬底层的主体材料，采用Si湿法腐蚀工艺，加工硅坑槽；
(S6)在步骤(S5)的基础上，再采用DRIE或ICP干法刻蚀工艺，在硅坑槽下方加工通气孔，保留该层上表面的SiO2层，作为第二SiO2层；
(S7)采用Si-Si直接键合工艺技术将步骤(S4)获得的键合片与步骤(S6)获得的Si坑槽衬底层晶圆键合一起；
(S8)用硼硅玻璃圆片作为玻璃坑槽衬底层的主体材料，采用砂轮划片工艺在圆片底面加工拓扑应力隔离条槽，采用湿法腐蚀玻璃工艺在圆片上表面加工玻璃坑槽，并对加工后的玻璃圆片进行真空退火处理；
(S9)在步骤(S8)的基础上采用Lift-Off工艺技术，在玻璃坑槽中加工吸气剂薄膜；
(S10)采用Si-玻璃阳极键合工艺技术，将步骤(S7)获得的键合片与步骤(S9)加工的玻璃圆片键合在一起，并采用高温退火方法激活吸气剂；
(S11)在步骤(S10)基础上，采用金属薄膜干法沉积工艺在键合片上表面镀膜金属膜层，再通过光刻图形转移掩模层及湿法腐蚀金属膜工艺，在硅通孔露出的Si谐振器层的位置上加工电极引线盘。
所述步骤(S8)中，真空退火处理的参数如下：温度为350℃～650℃，温度保持时间大于8小时。
所述步骤(S10)中，高温退火方法激活吸气剂的激活参数如下：氮气常压或真空，温度为400℃～650℃，温度保持时间大于100小时。
所述步骤(S7)以后，键合片清洗均需采用干法清洗。
所述步骤(S1)和(S5)中，单晶硅电阻率<0.1Ω·cm，(100)晶向，且步骤(S1)和(S5)中单晶硅厚度相同。
所述步骤(S2)中，SOI晶圆电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm范围内某一值的±0.2Ω·cm，(100)晶向，P型硅。
所述步骤(S8)中，硼硅玻璃圆片厚度>1mm，热膨胀系数为2.5×10-6～3.5×10-6。
所述步骤(S9)中，吸气剂薄膜材料为Ti、Zr、Al、Ta、V、Mg、Ba、P或其混合物。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明的MEMS谐振压力传感器，Si谐振器层上集成有体硅电阻温度敏感，用于原位敏感传感器芯片的温度，可以实现高精度、高实时性的温度补偿，提高传感器的全温范围、动态压力环境的综合精度和稳定性；
(2)本发明的MEMS谐振压力传感器基于静电驱动-压阻拾振检测原理，压阻拾振检测具有寄生效应影响小、可靠性高的特点，通过谐振器拓扑结构实现低阻尼损耗和热弹损耗，保证谐振式的高品质因素，提升传感器的分辨率和可靠性；
(3)本发明的MEMS谐振压力传感器采用Si-Si-Si-玻璃四层结构方案，与Si谐振器层的上下两面结合的是厚度相同的Si压力敏感层和Si坑槽衬底层，且Si谐振器层与Si压力敏感层之间、Si谐振器层与Si坑槽衬底层之间由SiO2层(厚度0.3～2微米)电隔离，实现对称力平衡，能够有效消减残余应力和热应力，玻璃坑槽衬底层采用厚度较大且底面加工有拓扑应力隔离条槽结构的形式，降低装配内应力和热应力，该方案很好提升谐振式压力传感器的精度和稳定性；
(4)本发明的Si坑槽衬底层微纳加工有通气孔，玻璃坑槽衬底层中加工有吸气剂薄膜，融合了Si-Si键合的低残余应力和热应力、Si-玻璃阳极键合的吸气剂薄膜工艺兼容性的综合优势，避免了高真空度的Si-Si键合技术难度，实现压力敏感芯片的低应力、高真空度、低漏率等优良特性。
附图说明
图1为本发明传感器的结构三维视图和剖视图；
图2为本发明传感器的Si压力敏感层三维视图；
图3为本发明传感器的Si压力敏感层与Si谐振器层之间的第一SiO2层三维视图；
图4为本发明传感器的Si谐振器层三维视图；
图5为本发明传感器的Si谐振器层与Si坑槽衬底层之间的第二SiO2层三维视图；
图6为本发明传感器的Si坑槽衬底层三维视图；
图7为本发明传感器的玻璃坑槽衬底层及吸气剂薄膜三维视图；
图8为本发明传感器的MEMS工艺步骤：Si压力敏感层微纳加工示意图；
图9为本发明传感器的MEMS工艺步骤：Si谐振器层SOI晶圆微纳加工示意图；
图10为本发明传感器的MEMS工艺步骤：Si压力敏感层与Si谐振器层SOI晶圆键合示意图；
图11为本发明传感器的MEMS工艺步骤：Si谐振器层去除SOI衬底层及硅通孔进一步腐蚀加工示意图；
图12为本发明传感器的MEMS工艺步骤：Si坑槽衬底层微纳加工示意图；
图13为本发明传感器的MEMS工艺步骤：Si坑槽衬底层通孔结构微纳加工示意图；
图14为本发明传感器的MEMS工艺步骤：Si压力敏感层&Si谐振器层与Si坑槽衬底层键合示意图；
图15为本发明传感器的MEMS工艺步骤：玻璃坑槽衬底层微纳加工示意图；
图16为本发明传感器的MEMS工艺步骤：吸气剂薄膜微纳加工示意图；
图17为本发明传感器的MEMS工艺步骤：Si压力敏感层&Si谐振器层&Si坑槽衬底层与玻璃坑槽衬底层键合示意图；
图18为本发明传感器的MEMS工艺步骤：引线电极盘微纳加工示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示为本发明压力传感器三维视图和剖视图，由图可知，基于Si-Si-Si-玻璃四层晶圆键合技术的MEMS谐振压力传感器，从顶到底依次为Si压力敏感层100、Si谐振器层300、Si坑槽衬底层500和玻璃坑槽衬底层600；Si压力敏感层100与Si谐振器层300、Si谐振器层300与Si坑槽衬底层500键合方式采用Si-Si键合工艺，Si坑槽衬底层500与玻璃坑槽衬底层600的键合方式采用Si-玻璃阳极键合工艺。其中Si压力敏感层100与Si谐振器层300之间有第一SiO2层200(厚度0.3-2微米)，用于电隔离及辅助Si-Si键合，Si谐振器层300与Si坑槽衬底层500之间有第二SiO2层400(厚度0.3-2微米)，用于电隔离及辅助Si-Si键合。Si压力敏感层和Si坑槽衬底层厚度相同，玻璃坑槽衬底层的厚度大于Si压力敏感层的厚度，优选大于Si压力敏感层厚度的3倍。
如图2所示为传感器的Si压力敏感层100三维视图，由图可知，Si压力敏感层中加工有硅通孔103，同时Si压力敏感层100的上下端面的相对位置上加工有凹槽，形成压力敏感膜101，其中上表面为连续凹槽，下表面为多个不连续的凹槽，且下表面相邻两个凹槽形成凸台102。凸台102作为谐振梁的双端固支点。
如图3所示为Si压力敏感层与Si谐振器层之间的第一SiO2层三维视图，由图可知，该SiO2层中有与Si压力敏感层中硅通孔103对应的通孔201、与Si压力敏感层中凸台102对应的SiO2方块结构202。该层基于Si压力敏感层100底面的氧化层加工制造。
如图4所示为传感器的Si谐振器层三维视图，由图可知，Si谐振器层包括谐振梁结构301、梳齿电容结构302、压阻敏感结构303、两个体硅电阻温度敏感结构304、硅通孔103和SiO2通孔201露出的Si谐振器层300上有电极引线盘800。
如图5所示为传感器的Si谐振器层与Si坑槽衬底层之间的第二SiO2层三维视图，由图可知，第二SiO2层中央有SiO2通孔，使得Si谐振器层中可动结构处于力学自由状态。
如图6所示为传感器的Si坑槽衬底层三维视图，由图可知，Si坑槽衬底层中有硅坑槽501和通气孔502。
如图7所示为传感器的玻璃坑槽衬底层及吸气剂薄膜三维视图，由图可知，玻璃坑槽衬底层600的上表面有玻璃坑槽结构601，在坑槽结构601的上面制作有吸气剂薄膜700，在玻璃坑槽衬底层600的下表面通过砂轮划片工艺加工有拓扑应力隔离条槽结构602。
实施例：
Si压力敏感层100采用超低电阻率(<0.005Ω·cm)(100)晶向的单晶硅制成，厚度为350μm，压力敏感膜101的厚度为40μm，两个凸台102的高度为155μm。第一SiO2层基于Si压力敏感层100下面的氧化层加工制造，厚度为0.8μm。Si谐振器层的厚度为60μm，电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm范围内某一值的±0.2Ω·cm，(100)晶向，P型硅。第二SiO2层基于Si坑槽衬底层500上面的氧化层加工制造，厚度为0.8μm。Si坑槽衬底层采用超低电阻率(<0.005Ω·cm)(100)晶向的单晶硅，厚度为350μm，坑槽501的深度为155μm，通气孔502的直径为50μm。电极引线盘800采用Cr50nm&Au350nm膜系方案。玻璃坑槽衬底层基于3mm厚的硼硅玻璃材料加工制造，硼硅玻璃热膨胀系数为2.5×10-6～3.5×10-6。坑槽结构601深度为50μm，拓扑应力隔离条槽结构602深度为0.8mm，拓扑形式为井字型网格状，吸气剂薄膜700是500nm厚度的Ti金属膜。
如图8～图18为本发明传感器的MEMS制造工艺流程步骤。
(1)图8所示为Si压力敏感层微纳加工步骤示意图，用单晶硅晶圆作为Si压力敏感层100的主体材料，单晶硅晶圆正反面的SiO2层作为掩模，采用TMAH溶液湿法腐蚀Si工艺，加工获得硅通孔103的部分深度、压力敏感膜101、凸台102，并保留下底面的SiO2层。
(2)图9所示为Si谐振器层SOI晶圆微纳加工步骤示意图，用SOI晶圆作为Si谐振器层300的主体材料，利用DRIE或ICP干法刻蚀工艺在SOI晶圆的器件层上加工出谐振梁结构301、梳齿电容结构302、压阻敏感结构303、两个体硅电阻温度敏感结构304。
(3)图10所示为Si压力敏感层与Si谐振器层SOI晶圆键合工艺步骤示意图，采用Si-Si直接键合工艺技术将步骤(1)获得的Si压力敏感层与步骤(2)获得的Si谐振器层SOI晶圆键合一起。
(4)图11所示为Si谐振器层去除SOI衬底层及硅通孔进一步腐蚀加工步骤示意图，采用机械研磨减薄工艺、硅湿法腐蚀工艺、SiO2湿法腐蚀工艺相结合的方法，将步骤(3)获得的键合片去除SOI晶圆的衬底层300y、中间SiO2层300x，同时进一步腐蚀Si压力敏感层中的硅通孔103至贯通；把底面正对的SiO2刻蚀掉，形成第一SiO2层200。该步骤的最后需在异丙醇中浸泡取出，防止微纳精细结构吸附粘连。
(5)图12所示为Si坑槽衬底层微纳加工步骤示意图，采用Si湿法腐蚀工艺，加工硅坑槽501。
(6)图13所示为Si坑槽衬底层通孔结构微纳加工步骤示意图，在步骤(5)的基础上，再采用DRIE或ICP干法刻蚀工艺进一步加工通气孔502，保留该层上表面的SiO2层，作为第二SiO2层400。
(7)图14所示为Si压力敏感层&Si谐振器层与Si坑槽衬底层键合工艺步骤示意图，采用Si-Si直接键合工艺技术将步骤(4)获得的键合片与步骤(6)获得的Si坑槽衬底层晶圆键合一起；该步骤结束后仅采用干法清洗。
(8)图15所示为玻璃坑槽衬底层微纳加工步骤示意图，基于硼硅玻璃圆片材料，采用砂轮划片工艺在圆片底面加工拓扑应力隔离条槽602，采用湿法腐蚀玻璃工艺在圆片上表面加工玻璃坑槽601，并对加工的玻璃圆片进行真空退火处理，空退火处理的参数如下：温度为350℃～650℃，温度保持时间大于8小时。
(9)图16所示为吸气剂薄膜微纳加工步骤示意图，在步骤(8)的基础上采用Lift-Off工艺就技术，在玻璃坑槽601中加工吸气剂薄膜700。
(10)图17所示为Si压力敏感层&Si谐振器层&Si坑槽衬底层与玻璃坑槽衬底层键合工艺步骤示意图，采用Si-玻璃阳极键合工艺技术，将步骤(7)获得的键合片与步骤(9)加工的玻璃圆片键合一起，并采用高温退火方法激活吸气剂，高温退火方法激活吸气剂的激活参数如下：氮气常压或真空，温度为400℃～650℃(优选为450℃)，温度保持时间大于100小时。
(11)图18所示为引线电极盘微纳加工步骤示意图，在步骤(10)基础上，采用金属薄膜干法沉积工艺在键合片上表面镀膜金属膜层，再通过光刻图形转移掩模层及湿法腐蚀金属膜工艺，在硅通孔103露出的Si谐振器层300的位置上加工实现引线电极盘800。
本发明克服了现有MEMS硅谐振式压力传感器在长期稳定性、可靠性、制造工艺难度等方面的不足，提供了基于Si-Si-Si-玻璃四层晶圆键合技术的高精度高稳定性MEMS谐振压力传感器，通过四层结构方案利用力平衡消减残余应力和热应力，采用静电驱动-压阻拾振检测的原理方式，Si谐振器层上集成有敏感温度的体硅电阻用于补偿，利用Si-Si键合工艺、硅通孔结构、Si-玻璃阳极键合工艺，降低MEMS微纳加工与高真空封装工艺难度、有效消减残余应力与热应力、提高真空参考腔的可靠度和真空度及其及长期维持能力、提高温度补偿准确度，实现压力传感器综合精度及稳定性的提升。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (16)

1.基于Si-Si-Si-玻璃晶圆键合技术的MEMS谐振压力传感器，其特征在于：所述MEMS谐振式压力传感器从顶到底的顺序是Si压力敏感层(100)、Si谐振器层(300)、Si坑槽衬底层(500)、玻璃坑槽衬底层(600)，Si压力敏感层(100)与Si谐振器层(300)、Si谐振器层(300)与Si坑槽衬底层(500)采用Si-Si键合工艺键合；Si坑槽衬底层(500)与玻璃坑槽衬底层(600)采用Si-玻璃阳极键合工艺键合；
其中Si压力敏感层(100)与Si谐振器层(300)之间有第一SiO2层(200)，Si谐振器层(300)与Si坑槽衬底层(500)之间有第二SiO2层(400)。
2.根据权利要求1所述的MEMS谐振压力传感器，其特征在于：Si压力敏感层(100)的上下端面的相对位置上加工有凹槽，形成压力敏感膜(101)，其中上表面为连续凹槽，下表面为多个不连续的凹槽，且下表面相邻两个凹槽形成凸台(102)。
3.根据权利要求2所述的MEMS谐振压力传感器，其特征在于：第一SiO2层(200)与Si压力敏感层(100)的下端面凹槽相对应的位置处加工成通孔。
4.根据权利要求3所述的MEMS谐振压力传感器，其特征在于：Si谐振器层(300)包括谐振梁(301)、梳齿电容(302)、四个压阻敏感条(303)和两个体硅电阻温度敏感条(304)；
梳齿电容(302)用于驱动谐振梁(301)振动，压阻敏感条(303)用于检测谐振梁(301)的振动，体硅电阻温度敏感条(304)用于检测Si谐振器层(300)的温度；凸台(102)作为谐振梁(301)的双端固支点；
Si压力敏感层(100)和第一SiO2层(200)对应位置上加工有硅通孔(103)，通孔露出的Si谐振器层(300)的位置上有电极引线盘(800)，用于引出Si谐振器层(300)的电信号。
5.根据权利要求4所述的MEMS谐振压力传感器，其特征在于：第二SiO2层(400)上加工有SiO2通孔，SiO2通孔的位置与Si谐振器层(300)的谐振检测区域相对应，所述谐振检测区域包含谐振梁(301)、梳齿电容(302)和四个压阻敏感条(303)。
6.根据权利要求5所述的MEMS谐振压力传感器，其特征在于：Si坑槽衬底层(500)与Si谐振器层(300)的谐振检测区域相对应的位置加工有硅坑槽(501)和通气孔(502)，且通气孔(502)和硅坑槽(501)上下贯通。
7.根据权利要求6所述的MEMS谐振压力传感器，其特征在于：玻璃坑槽衬底层(600)的上表面与Si谐振器层(300)的谐振检测区域相对应的位置加工有玻璃坑槽(601)，玻璃坑槽(601)上面有吸气剂薄膜层(700)，玻璃坑槽衬底层(600)的下表面加工有拓扑应力隔离条槽(602)。
8.根据权利要求7所述的MEMS谐振压力传感器，其特征在于：所述Si压力敏感层(100)和Si坑槽衬底层(500)厚度相同，玻璃坑槽衬底层(600)的厚度大于Si压力敏感层(100)的厚度。
9.权利要求8所述MEMS谐振压力传感器的制造工艺，其特征在于步骤如下：
(S1)用单晶硅晶圆作为Si压力敏感层(100)的主体材料，单晶硅晶圆正反面的SiO2层作为掩模，采用TMAH溶液湿法腐蚀Si工艺，加工获得压力敏感膜(101)、凸台结构(102)以及硅通孔(103)的部分深度，并保留下底面的SiO2层；
(S2)用SOI晶圆作为Si谐振器层(300)的主体材料，利用DRIE或ICP干法刻蚀工艺在SOI晶圆的器件层上加工出谐振梁(301)、梳齿电容(302)、压阻敏感条(303)和两个体硅电阻温度敏感条(304)；
(S3)采用Si-Si直接键合工艺技术将步骤(S1)获得的Si压力敏感层与步骤(S2)获得的Si谐振器层键合一起；
(S4)采用机械研磨减薄工艺、硅湿法腐蚀工艺、SiO2湿法腐蚀工艺相结合的方法，将步骤(S3)获得的键合片去除SOI晶圆的衬底层(300y)、中间SiO2层(300x)，同时进一步腐蚀Si压力敏感层中的硅通孔(103)至贯通,把底面正对的SiO2刻蚀掉，形成第一SiO2层(200)；操作结束后，需在异丙醇中浸泡，然后取出，防止微纳精细结构吸附粘连；
(S5)用单晶硅晶圆作为Si坑槽衬底层(500)的主体材料，采用Si湿法腐蚀工艺，加工硅坑槽(501)；
(S6)在步骤(S5)的基础上，再采用DRIE或ICP干法刻蚀工艺，在硅坑槽(501)下方加工通气孔(502)，保留该层上表面的SiO2层，作为第二SiO2层(400)；
(S7)采用Si-Si直接键合工艺技术将步骤(S4)获得的键合片与步骤(S6)获得的Si坑槽衬底层晶圆键合一起；
(S8)用硼硅玻璃圆片作为玻璃坑槽衬底层(600)的主体材料，采用砂轮划片工艺在圆片底面加工拓扑应力隔离条槽(602)，采用湿法腐蚀玻璃工艺在圆片上表面加工玻璃坑槽(601)，并对加工后的玻璃圆片进行真空退火处理；
(S9)在步骤(S8)的基础上采用Lift-Off工艺技术，在玻璃坑槽(601)中加工吸气剂薄膜(700)；
(S10)采用Si-玻璃阳极键合工艺技术，将步骤(S7)获得的键合片与步骤(S9)加工的玻璃圆片键合在一起，并采用高温退火方法激活吸气剂；
(S11)在步骤(S10)基础上，采用金属薄膜干法沉积工艺在键合片上表面镀膜金属膜层，再通过光刻图形转移掩模层及湿法腐蚀金属膜工艺，在硅通孔(103)露出的Si谐振器层(300)的位置上加工电极引线盘(800)。
10.根据权利要求9所述的制造工艺，其特征在于：所述步骤(S8)中，真空退火处理的参数如下：温度为350℃～650℃，温度保持时间大于8小时。
11.根据权利要求9所述的制造工艺，其特征在于：所述步骤(S10)中，高温退火方法激活吸气剂的激活参数如下：氮气常压或真空，温度为400℃～650℃，温度保持时间大于100小时。
12.根据权利要求9所述的制造工艺，其特征在于：所述步骤(S7)以后，键合片清洗均需采用干法清洗。
13.根据权利要求9所述的制造工艺，其特征在于：所述步骤(S1)和(S5)中，单晶硅电阻率<0.1Ω·cm，(100)晶向，且步骤(S1)和(S5)中单晶硅厚度相同。
14.根据权利要求9所述的制造工艺，其特征在于：所述步骤(S2)中，SOI晶圆电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm范围内某一值的±0.2Ω·cm，(100)晶向，P型硅。
15.根据权利要求9所述的制造工艺，其特征在于：所述步骤(S8)中，硼硅玻璃圆片厚度>1mm，热膨胀系数为2.5×10-6～3.5×10-6。
16.根据权利要求9所述的制造工艺，其特征在于：所述步骤(S9)中，吸气剂薄膜材料为Ti、Zr、Al、Ta、V、Mg、Ba、P或其混合物。
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