CN111579147A - 谐振式mems差压压力传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种谐振式MEMS差压压力传感器及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：对硅片进行双面刻蚀，形成谐振子层；将硅层与玻璃层阳极键合，刻蚀玻璃层，形成图案化玻璃组合体；将谐振子层的一面与一所述图案化玻璃组合体的玻璃面对准阳极键合；在谐振子层上形成谐振子；在谐振子层上形成测温pn结；将谐振子层的另一面与另一所述图案化玻璃组合体的玻璃面对准阳极键合，形成双面键合组合体；对双面键合组合体进行双面刻蚀，在两个硅层上分别形成感压膜；将两个硅面分别与玻璃保护盖板对准阳极键合；双面淀积金属。该制备方法与CMOS工艺兼容，可以大批量制造，在工业自动化控制、航空航天、机器人、气象、环境等领域拥有广泛应用前景。

Description

谐振式MEMS差压压力传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及微纳电子器件加工、圆片级高真空无引线封装、MEMS制作及压力测量领域，尤其涉及一种谐振式MEMS差压压力传感器及其制备方法。

背景技术

谐振式MEMS压力传感器的谐振子被密封在真空中，外部压力通过感压膜传递到谐振子上，改变它的谐振频率，通过谐振频率与压力的关系，结合温度的补偿，实现准确测量外部压力。谐振式MEMS压力传感器的高精度及长期稳定性已被广泛验证，满足航空航天、气象监测、高精密仪表等领域大量应用需求。目前谐振式绝压传感器发展较快，高精度的谐振式差压传感器仍需要大量研究，其主要难点有：1)高频(谐振频率)高Q(品质因子)谐振子与两侧感压膜的一体化制备；2)温度引起的频率漂移及机械结构的长期稳定性；3)低残余应力的圆片级真空(长期保持优于0.01Pa真空度)封装。

谐振式MEMS压力传感器主要有硅谐振、切片石英谐振和合金谐振筒三种，由于制作工艺难度高，配套电路复杂，一致性和长期稳定性难以控制等问题，硅谐振式MEMS压力传感器发展最快，已经成为主流技术路线。绝压型硅谐振MEMS压力传感器发展较成熟，已有多种商用产品可供选择。差压传感器需要两个感压膜，同时将外部压力传递到一个谐振子上，通过它的谐振频率的变化，测量外部的2个压力差值。由于材料、加工工艺、封装等因素制约，高精度的差压型谐振式MEMS压力传感器仍需要大量研究。现有商业差压传感器主要采用压阻式和电容式，最高精度约0.1％，长期稳定性、重复性很难保证。另一方案采用两只高精度绝压表分别测量，再做运算获得差压，仅适用于特定场景(不适用于大静压差场景)，综合精度难以保证。

小量程(50kPa以下)的差压传感器是呼吸机、无菌操作台、空调及通风系统等设备中的核心器件；中量程(100-700kPa)的差压传感器在飞行控制、导航系统、海拔表、气象站等领域中发挥重要作用；大量程(1MPa以上)的差压传感器在工业监控、石油开采、精密仪表等方面拥有广泛应用需求。高精度谐振式MEMS压力传感器是高超音速飞行器飞行控制系统中的核心元件之一，它的可行性已在美国的9.8马赫高超音速飞行器X-43A上完成验证。用高精度谐振式MEMS压力传感器构建的嵌入式大气数据系统，已在美国第五代战机F22(超音速且隐形)上装备使用。据统计，2018年我国MEMS压力传感器消费已达120亿元人民币，自2015年来，每年以12％的复合增速增长。目前，我国使用的压力传感器主要依赖进口，高精度长期稳定的高端传感器和相关仪器仪表全部依赖进口。

研究人员曾尝试，直接用感压膜当谐振子，感压膜两侧的差压在感压膜上附加了一个应力，改变了它的谐振频率，采用静电激励电容检测，读取感压膜的谐振频率，测出膜两侧的差压。感压膜的谐振频率受到很多因素影响，如吸附质量、温度、材料内应力等，导致此类传感器的重复性和稳定性无法满足高精度测量要求。之后，人们考虑将谐振子密封在真空环境中，两侧的感压膜与谐振子互联成一体结构，将两侧感压膜上应力有效传递到谐振子上，实现差压测量。

高精度谐振式MEMS差压压力传感器应用需求很大，国内外研究报道过的谐振式MEMS差压压力传感器，仅有的几种，精度高稳定性好的商用器件在我国购买困难，并且费用昂贵。单晶硅谐振子与双侧感压膜一体结构加工、玻璃片阳极键合与电学互联形成、圆片级高真空封装、高精度的外配电路，等诸多问题亟待解决。谐振式差压传感器领域存在主要问题有：微加流程复杂，对外延生长、硅硅键合、真空封装等工艺要求极高，为了达到预期性能，对使用的各种半导体材料的要求也很高；谐振子的工作频率在kHz范围，对于微秒级的高动态过程无法测量；针对不同结构的圆片级真空封装的真空度难以保证，谐振子的品质因子最高在10⁴量级；不同结构的芯片，量程可调空间小，满量程的精度很难达到0.01％；使用温度范围达不到航空航天需求的-55～125℃，长期稳定性及重复性缺乏研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种谐振式MEMS差压压力传感器及其制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

作为本发明的一个方面，提供一种谐振式MEMS差压压力传感器制备方法，包括如下步骤：

对硅片进行双面刻蚀，形成谐振子层；

将硅层与玻璃层阳极键合，刻蚀玻璃层，形成图案化玻璃组合体；

将谐振子层的一面与一所述图案化玻璃组合体的玻璃面对准阳极键合；

在谐振子层上形成谐振子；

在谐振子层上形成测温pn结；

将谐振子层的另一面与另一所述图案化玻璃组合体的玻璃面对准阳极键合，形成双面键合组合体；

对双面键合组合体进行双面刻蚀，在两个硅层上分别形成感压膜；

将双面键合组合体的双面分别与玻璃保护盖板对准阳极键合；

双面淀积金属，在两个所述玻璃保护盖板上分别形成与谐振子层电学互联的电极和与所述测温pn结电学互联的电极，完成制备。

作为本发明的另一个方面，还提供一种谐振式MEMS差压压力传感器，包括：

谐振子层，包括：

谐振子，形成于所述谐振子层上；

测温pn结，形成于所述谐振子层上，用于测量谐振子层上的温度；

双感压膜，分别形成于所述谐振子层的两侧，用于将所受压力传递到所述谐振子上；

双电极，包括与谐振子层形成电学互联的电极以及与测温pn结形成电学互联的电极。

从上述技术方案可以看出，本发明至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

1、本发明利用硅玻璃阳极键合实现将谐振子与双感压膜互联成一体结构，解决了硅硅键合需要高温退火，工艺不兼容问题，以及经过多步骤微纳加工后，硅硅键合成品率极低问题；本发明考虑到谐振子层上温度对压力测量的影响，制备测温pn结，用于进行压力与谐振频率关系进行输出补偿；实现压力测量量程能够在宽放范围内调节，如0.5kPa至100MPa，同时还能保证测量精度优于0.01％；

2、采用本发明制备的谐振子的工作频率可以高于100MHz，传感器的动态性能非常优异，能够实现1微秒量级的超快过程测量；

3、本发明采用双面对称刻蚀，设计的芯片结构高度对称，内部应力均匀分散，再经过真空封装，芯片可靠性及寿命大大提高；

4、本发明利用硅玻璃阳极键合，由于硅和硼硅玻璃的热膨胀系数在-60至450摄氏度非常接近，所以本发明的传感器芯片可以稳定地工作在-55～125℃航空航天温度区间；

5、本发明的制备方法采用光刻工艺、刻蚀工艺和薄膜工艺，可以有效与CMOS工艺兼容，大批量生产；

综上所述，本发明可以高可靠性、低成本制备出高精度谐振式MEMS差压压力传感器芯片，有望在高性能MEMS传感器、微电子器件加工生产中得到广泛应用。

附图说明

图1为本发明实施例的在硅片双面生长掩膜层的流程示意图；

图2为本发明实施例带有剩余掩膜层的谐振子层的剖面示意图；

图3为本发明实施例的谐振子层的剖面示意图；

图4为本发明实施例的组合体1的剖面示意图；

图5为本发明实施例的组合体2的剖面示意图；

图6为本发明实施例的组合体3的剖面示意图；

图7为本发明实施例的组合体4的剖面示意图；

图8为本发明实施例的组合体5的剖面示意图；

图9为本发明实施例的组合体6的剖面示意图；

图10为本发明实施例的组合体7的剖面示意图；

图11为本发明实施例的组合体8的剖面示意图；

图12为本发明实施例谐振式MEMS差压压力传感器制备方法流程示意图。

以上附图中，附图标记含义如下：

1、2、3、4、5、6、7、8-组合体；100-硅片；101-二氧化硅层；102-氮化硅层；103-谐振子层；1031-硅减薄层；1032-硅锚定柱；1033-硅电极柱；1034-硅固支密封边；1035-谐振子可动结构；1036-指定位置；104-硼硅玻璃片；105-图案化玻璃层；106-玻璃保护盖板；1061-导气孔；1062-电学互联通孔；1071、1072-电极；1081-感压膜；1082-电极孔。

具体实施方式

本发明提供了一种谐振式MEMS差压压力传感器制备方法，可以高可靠性、低成本制作出高真空封装的无引线贴装的高精度谐振式MEMS差压压力传感器芯片，有望在MEMS传感器、微电子器件加工生产中得到广泛应用。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1-图12所示，本发明提供一种谐振式MEMS差压压力传感器制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在硅片100双面上生长掩膜层，如图1示意；

在本发明的实施例中，硅片100为双面抛光单晶硅片，对硅片100的掺杂类型、电阻率、厚度、表面晶体取向都没有要求；

在本发明的实施例中，掩膜层是二氧化硅层101和氮化硅层102的组合，但是并不局限于此，掩膜层也可以是单一的二氧化硅层101或者氮化硅层102；掩膜层通过低压化学气相沉积法(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)或者热氧化法等工艺制作到硅片100的双面上。

步骤2：对硅片100双面的掩膜层进行光刻、刻蚀，裸露出掩膜层下面的硅片100，形成刻蚀窗口；

其中，光刻一般采用紫外光刻，形成图形化的光刻胶，用图形化的光刻胶做掩膜，图形化掩膜层，刻蚀去除部分掩膜层，使硅片100裸露，在掩膜层上形成刻蚀窗口，以利于后续掩膜层下硅片100的刻蚀。

值得一提的是，在本发明的优选实施例中，在硅片100的双面掩膜层上分别形成对称的刻蚀窗口，以利于后续的谐振子层制备为双面对称结构。

步骤3，对刻蚀窗口内的硅片100进行双面同时硅刻蚀，去除硅片100双面剩余掩膜层，如图2和图3示意，形成谐振子层103。

在本发明的实施例中，采用湿法腐蚀对刻蚀窗口内的硅片100进行双面刻蚀；去除硅片100双面的剩余掩膜层，获得谐振子层103的功能结构，包含硅减薄层1031、硅锚定柱1032、硅电极柱1033和硅固支密封边1034，如图3示意。

在本发明的优选实施例中，采用湿法腐蚀对刻蚀窗口内的硅片100进行双面对称刻蚀；主要目的是使谐振子层103的功能结构如硅锚定柱1032、硅电极柱1033和硅同支密封边1034以硅减薄层1031为中心形成双面对称。

步骤4，将硅层与玻璃层阳极键合，形成组合体1。

更为具体的，将一面带有掩膜层的硅片作为硅层与作为玻璃层的硼硅玻璃片104阳极键合，形成组合体1，如图4示意。

在本发明实施例中，采用但并不局限于双面生长二氧化硅层101作为掩膜层的硅片100，采用干法刻蚀将一面掩膜层去除干净，露出硅片100表面，将单晶硅面与硼硅玻璃片104阳极键合。硼硅玻璃片104中含有大量钠离子，利于与单晶硅阳极键合，例如康宁的Pyrex7740、肖特的BF33等，组合体1中硅玻璃阳极键合强度一般大于10MPa。

步骤5，将组合体1中的玻璃层刻蚀，形成组合体2，如图5示意。

组合体1中的硅硼玻璃片104，可以采用减薄、抛光，或不用，然后采用干法、湿法或它们的组合，形成图案化玻璃层105，用于与谐振子层103上设定的位置(即硅锚定柱1032、硅电极柱1033和硅固支密封边1034)进行对准阳极键合，形成硅玻璃一体结构。

步骤6，将步骤5形成的组合体2的图案化玻璃层105与步骤3得到的谐振子层103的一面对准阳极键合，形成组合体3，如图6示意。

更为具体的，谐振子层103上硅锚定柱1032、硅电极柱1033和硅固支密封边1034与图案化玻璃层105对准阳极键合，稳定结合在一起。

步骤7，在组合体3的谐振子层103上光刻、刻蚀，制作出谐振子，如图7示意。

在本发明的实施例中，由于谐振子层103存在高低不等的平面，光刻采用喷胶及图形补偿工艺，形成以金属、介质层、光刻胶或其组合的刻蚀掩膜，以干法、湿法或它们的组合进行刻蚀；谐振子形成于硅减薄层1031上，谐振子的可动结构被两个键合在玻璃面上的硅锚定柱1032支撑，谐振子采用静电、热或电磁场激励，电容、压阻、电磁效应或者它们的组合检测。

步骤8，在谐振子层103上形成测温pn结；

更为具体的，通过离子注入，在指定位置1036形成多个测温pn结；生长绝缘层，刻蚀在绝缘层上形成电学接触孔，淀积金属，图形化金属层，用于将多个测温pn结电学互联，并且，该图形化金属层还将多个测温pn结与硅电极柱1033形成电学互联，形成组合体4，如图7示意。

其中，在本发明的优选实施例中，在指定位置1036形成多个测温pn结，指定位置1036是指谐振子层103的可动部分、不动部分和芯片外围的硅固支密封边1034接近环境部分，使其在谐振子层103上形成多个不同位置的测温点，通过对多点温度的准确测量，获得准确的温度与谐振频率的关系，之后用于传感器压力与频率关系的输出补偿。

步骤9，将组合体4的硅面与另一步骤5形成的组合体2的图案化玻璃层105对准阳极键合，形成组合体5(即双面键合组合体)，如图8示意。

在本发明实施例中，谐振子层103上另一面的硅锚定柱1032、硅电极柱1033和硅固支密封边1034与图案化玻璃组合体2中图案化玻璃层105对准阳极键合，稳定结合在一起。

步骤10，对组合体5进行双面刻蚀，在两个硅层上分别形成感压膜1081；

更为具体的，在组合体5上下表面做光刻、刻蚀，形成单晶硅感压膜1081，得到组合体6，如图9示意。依据小扰度理论模型，对于四周固支的单晶硅感压膜1081，其厚度由传感器的量程决定，还需要结合传感器的灵敏度、非线性、重复性、可靠性等指标，综合设计出感压膜1081形状和尺寸。

另外值得一提的是，还在组合体5上下表面光刻、刻蚀，在两个硅层上形成电极孔1082，电极孔1082用于后续制备的电极1071、1072分别与谐振子层103上的硅电极柱1033形成电学互联的通孔。

步骤11，对步骤10形成的组合体6的双面分别与玻璃保护盖板106对准阳极键合；

更为具体的，将组合体6上下表面的掩膜层除去，与两片玻璃保护盖板106(其材质也为硼硅玻璃)阳极键合，形成组合体7，如图10示意。

其中，组合体7中硅玻璃阳极键合后漏率小于1E-8Pa.m³/s；玻璃保护盖板106上具有导气孔1061和电学互联通孔1062，其中电学互联通孔1062与组合体5的电极孔1082位置对准；导气孔1061正对感压膜1081中心位置。

步骤12，双面淀积金属，在两个玻璃保护盖板106上分别形成与谐振子层103电学互联的电极1072和与测温pn结电学互联的电极1071，完成制备。

更为具体的，在组合体7上双面淀积金属，构建圆片级真空封装，在两面的金属层上光刻、刻蚀，形成贴片元器件的电极1071、1072，得到组合体8，如图11示意。

金属淀积在高真空设备中进行，开始淀积金属前真空度小于1E-5Pa，先淀积金属钛，将玻璃保护盖板106上电学互联通孔1062的开口完全封堵住；再淀积表层金属，厚度为500-5000nm，为铜、铝、锡、金、镍、钴、钯、铂或它们的合金，用于电学互联、贴片焊接，电极的图案通过光刻定义，剥离工艺、干法刻蚀或湿法腐蚀最终形成。

其中，与谐振子层103电学互联的电极1072与外部电路连接，用于将电信号加载和提取出谐振子，驱动其振动并测出谐振频率；另一与测温pn结电学互联的电极1071与外部电路连接，用于监测谐振子层103上多位点的温度。

步骤13，在组合体8圆片的双面贴粘性膜保护，划片分离成独立的压力传感器芯片。

作为本发明的另一个方面，还提供一种谐振式MEMS差压压力传感器，包括：

谐振子层103，包括：

谐振子，形成于谐振子层103上；

测温pn结，形成于谐振子层103上，用于测量谐振子层103上的温度；

双感压膜，分别形成于谐振子的两侧，用于将所受压力传递到谐振子上2

双电极，包括与谐振子层103形成电学互联的电极1072以及与测温pn结形成电学互联的电极1071。

更为具体的，在本发明的优选实施例中，形成双电极系统，即包括与谐振子层103电学互联的多个电极以及与测温pn结形成电学互联的多个电极。

在本发明的实施例中，通过对谐振子层103上多点温度的准确测量，获得准确的温度与谐振频率的关系，之后用于传感器压力与频率关系的输出补偿；降低本发明的谐振式MEMS差压压力传感器因外界环境温度的变化而对压力测量的影响。

下面以一个具体实施例对上述实施例进行进一步说明。

1.以N型(100)双抛单晶硅为硅片，其电阻率为1-10Ω.cm，厚度为400μm，首先在热氧化炉中，双面同时生长1μm厚二氧化硅，然后送入LPCVD炉中，双面生长300nm氮化硅。

2.以AZ6130为光刻胶，用紫外光刻定义光刻胶图形，在Sentech S1500刻蚀机器上用干法刻蚀工艺，将光刻胶没有保护的部分氮化硅加二氧化硅刻蚀干净，直到完全露出底层单晶硅。双面的图形一样，在同一平面内，上下左右都是对称的。

3.在30％的氢氧化钾溶液中，80℃，双面同时腐蚀，单面台阶达到170μm深，停止腐蚀，得到的谐振子层硅减薄层厚度为60μm。在10％的氢氟酸溶液中洗去剩余的氮化硅和二氧化硅掩膜，得到包含硅减薄层、硅锚定柱、硅电极柱及硅固支密封边结构的谐振子层。

4.将步骤1中得到的双面带掩膜的单晶硅放入SentechS1500刻蚀机器中，干法刻蚀，将一面的氮化硅和二氧化硅去除干净。单晶硅面与200μm厚的BF33双抛玻璃片阳极键合，形成组合体1。

5.在组合体1的玻璃面上用电子束蒸发淀积10μm厚金属铝，用AZ4620光刻胶9μm厚为掩膜，用磷酸湿法腐蚀铝，到玻璃表面。再以光刻胶加铝为掩膜，干法刻蚀200μm厚的BF33玻璃，得到组合体2。

6.将组合体2的玻璃面与步骤3得到的谐振子层对准阳极键合，在SUSS-SB6键合机中形成组合体3，电压为1000V，压力为1000mbar，温度450℃。

7.组合体3的谐振子层硅面在SUSS喷胶机上喷涂10μm厚正胶，紫外光刻定义谐振子可动结构的图案，在Oxford100上采用Bosch工艺刻蚀硅，得到谐振子可动结构。面内振动梭筛型谐振子采用电热激励，压阻检出，优化发热电阻、激励电流及谐振子尺寸，实现闭环的自激振荡工作模式。

8.用SUSS喷胶机在组合体3的谐振子层硅面上涂10μm厚正胶，紫外光刻定义p注入区的图案，通过Varian300XP离子注入机，40kv下注入硼离子，在指定位置形成测温pn结，包括谐振子的可动部分、不动部分、芯片外围的硅固支密封边接近环境部分，通过对多点温度的准确测量，获得准确的温度与谐振频率的关系，之后用于传感器压力与频率关系的输出补偿，得到组合体4。

9.将组合体4的硅面与步骤5中得到的图案化玻璃组合体2的玻璃面对准阳极键合，形成组合体5。在SUSS-SB6键合机中进行，电压为1000V，压力为1000mbar，温度450℃。

10.在组合体5上下表面做紫外光刻，以光刻胶为掩模，干法刻蚀二氧化硅掩膜。将整片放入10％四甲基氢氧化铵溶液中，80℃，双面同时腐蚀，单面台阶达到350μm深，停止腐蚀，得到的单晶硅感压膜厚度为50μm，形成组合体6。

11.将组合体6上下表面的掩膜层除去，与两片带通孔的硼硅玻璃片BF33阳极键合，形成组合体7。导气孔和电学互联通孔都采用激光打孔加工，直径为500μm通孔，硅保护盖板清洁干净；阳极键合时，导气孔需要正对感压膜中心，在修斯SB6e键合机上进行，键合条件为1000伏，450℃，1000mbar。硅玻璃阳极键合后漏率小于1E-8Pa.m³/s；玻璃保护盖板上电学互联通孔与玻璃上电极位置对准，方便实现电学联接。将键合后的组合结构放入电子束蒸发设备中，组合结构被加热到180℃，在设备腔室真空度小于1E-5Pa情况下，保持12小时以上，保证振动空腔内残余气体被充分抽出来，振动空腔内形成与设备腔室内同等的高真空。

12.在组合体7双面淀积金属层，构建圆片级真空封装，在两面的金属层上光刻刻蚀，形成贴片元器件的功能电极，得到组合体8。金属淀积在高真空设备中进行，开始淀积金属前真空度小于1E-5Pa，先淀积金属钛2000nm，将玻璃保护盖板上电学互联通孔的开口完全封堵住，金属钛的蒸发会进一步降低设备腔室内真空度；再淀积表层金属，厚度为500-5000nm，为铜、铝、锡、金、镍、钴、钯、铂，或它们的合金，在玻璃保护盖板的金属上光刻形成电极图形，以光刻胶为掩模，干法刻蚀金属，形成贴片元器件的功能电极，用于电学互联、贴片焊接。

13.将组合体8圆片的双面贴粘性膜保护，采用砂轮划片，将圆片分割成独立的元器件，手动去除粘性膜后，丙酮、水、丙酮清洗干净后，烘干，成为可直接焊接到电路板上使用的贴片元器件。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种谐振式MEMS差压压力传感器制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

对硅片进行双面刻蚀，形成谐振子层；

将硅层与玻璃层阳极键合，刻蚀玻璃层，形成图案化玻璃组合体；

将谐振子层的一面与一所述图案化玻璃组合体的玻璃面对准阳极键合；

在谐振子层上形成谐振子；

在谐振子层上形成测温pn结；

将谐振子层的另一面与另一所述图案化玻璃组合体的玻璃面对准阳极键合，形成双面键合组合体；

对双面键合组合体进行双面刻蚀，在两个硅层上分别形成感压膜；

将双面键合组合体的双面分别与玻璃保护盖板对准阳极键合；

双面淀积金属，在两个所述玻璃保护盖板上分别形成与谐振子层电学互联的电极和与所述测温pn结电学互联的电极，完成制备。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成谐振子层步骤中，具体包括如下子步骤：

在硅片双面形成掩膜层；

对硅片双面的掩膜层进行光刻、刻蚀，在掩膜层上形成刻蚀窗口；

对刻蚀窗口内的硅片进行双面刻蚀，去除硅片双面的剩余掩膜层，形成谐振子层。

3.如权利要2所述的制备方法，其特征在于，

其中，所述硅片为双面抛光单晶硅片；

其中，掩膜层包括氧化硅层、氮化硅层或者其组合；

其中，所述掩膜层通过低压化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法或者热氧化方法形成；

其中，刻蚀窗口的形成具体包括：采用紫外光刻，形成图形化的光刻胶，双面刻蚀，使硅片裸露，在硅片的两个掩膜层上分别形成对称的刻蚀窗口；

其中，采用湿法腐蚀对刻蚀窗口内的硅片进行双面对称刻蚀，形成谐振子层；

其中，所述谐振子层包括硅减薄层、硅锚定柱、硅电极柱和硅固支密封边。

4.如权利要1所述的制备方法，其特征在于，所述形成图案化玻璃组合体步骤中，对玻璃层刻蚀采用干法、湿法或其组合；

其中，玻璃层材质为硼硅玻璃，硅层与玻璃层阳极键合强度大于10MPa。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述形成谐振子步骤中，具体包括如下子步骤：

采用喷胶和图形补偿工艺光刻；

刻蚀谐振子层，形成谐振子；

其中，刻蚀谐振子层子步骤中，刻蚀掩膜为金属、介质层、光刻胶或其组合；刻蚀方法为干法、湿法或其组合；

其中，谐振子形成于所述硅减薄层；

其中，所述谐振子采用静电、热或电磁场激励；

其中，所述谐振子采用电容、压阻、电磁效应或其组合进行检测。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成测温pn结步骤中，包括如下步骤：

离子注入，在指定位置形成多个测温pn结；

淀积金属，形成图形化金属层，将多个测温pn结形成电学互联；

其中，所述指定位置包括谐振子层的可动部分、不动部分和硅固支密封边接近环境部分。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成感压膜步骤中，还得到电极孔。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述将两个硅层分别与玻璃保护盖板对准阳极键合的步骤中，

所述玻璃保护盖板上具有导气孔和电学互联通孔，其中所述电学互联通孔与所述电极孔对准；

所述硅层与玻璃保护盖板阳极键合后漏率小于1E-8Pa·m³/s。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双面淀积金属步骤中，在高真空设备中进行，开始淀积金属前真空度小于1E-5Pa，先淀积金属钛，将玻璃保护盖板的电学互联通孔的开口完全封堵住；再淀积表层金属，厚度为500～5000nm，为铜、铝、锡、金、镍、钴、钯、铂或其合金，用于电学互联、贴片焊接，所述电极的图案通过光刻定义，采用剥离工艺、干法刻蚀或湿法腐蚀最终形成；

其中，所述双面淀积金属步骤后，所述制备方法还包括如下步骤，双面贴粘性膜保护，划片。

10.一种谐振式MEMS差压压力传感器，其特征在于，包括：

谐振子层，包括：

谐振子，形成于所述谐振子层上；

测温pn结，形成于所述谐振子层上，用于测量谐振子层上的温度；

双感压膜，分别形成于所述谐振子层的两侧，用于将所受压力传递到所述谐振子上；

双电极，包括与谐振子层形成电学互联的电极以及与测温pn结形成电学互联的电极。

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