CN113532701A - 一种mems传感器件及其制备方法、传感检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种MEMS传感器件及其制备方法、传感检测电路,MEMS传感器件包括:衬底层、检测电路层以及分压电阻掺杂层,所述检测电路层包括传感电阻层,分压电阻掺杂层与检测电路层串联连接。所述传感电阻层的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层的电阻温度系数,进而使得检测电路层的输入电压与温度呈正相关。当温度升高的时候,进而检测电路层的输入电压得以提高,进而检测电路层输入电压产生的提升量补偿检测电路层随着温度升高的压电效应减弱的趋势,最终在高温的时候可以有效地避免所述MEMS传感器件的输出电压降低,在高温的时候有效的避免MEMS传感器件灵敏度的降低。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,具体涉及一种MEMS传感器件及其制备方法、传感检测电路。
背景技术
MEMS(微机电系统)压力传感器是发展最早,市场占有率极大的微型传感器,目前应用领域已经覆盖到了人们日常生产生活中的方方面面。而MEMS传感器中的核心器件为其中的MEMS敏感芯片,MEMS敏感芯片包括压阻式MEMS压力敏感芯片。
压阻式MEMS压力敏感芯片基于压阻效应制备而成,其优点为采用半导体工艺制备而成,体积小且批量生产的一致性好。压阻效应是指电阻阻值在应力作用下会发生改变。压阻式MEMS压力敏感芯片在单位压力变化下产生的输出电压改变即为灵敏度。灵敏度是MEMS敏感芯片最基本的性能参数,通常来说灵敏度越高芯片性能越好。随着传感器技术的发展,其应用范围也越来越广,其中不乏高温、高压、腐蚀性等恶劣场合的应用。传统的压阻式MEMS敏感芯片,其性能在很大程度上受到温度的影响,原因是压阻效应的效力会随着温度的改变而改变,导致灵敏度显著变化,影响芯片的输出对压力的标定。
然而,现有技术中的MEMS传感器在高温工作环境中的灵敏度较差。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于如何有效的避免MEMS传感器件在高温工作环境时的灵敏度降低。
本发明提供一种MEMS传感器件,包括:衬底层;检测电路层,位于所述衬底层上,所述检测电路层包括传感电阻层;分压电阻掺杂层,位于所述衬底层上,所述分压电阻掺杂层与所述检测电路层串联连接;所述传感电阻层的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层的电阻温度系数。
可选的,所述传感电阻层具有正电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层具有正电阻温度系数;或者,所述传感电阻层具有正电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层具有负电阻温度系数;或者,所述传感电阻层具有负电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层具有负电阻温度系数。
可选的,所述检测电路层中具有贯穿所述检测电路层的开口;所述传感电阻层包围所述开口。
可选的,所述引线层的导电类型和所述传感电阻层的导电类型相同。
可选的,所述传感电阻层的数量为若干个,若干个所述传感电阻层相互分立;所述分压电阻掺杂层位于部分传感电阻层背向所述衬底层的一侧。
可选的,所述检测电路层还包括:位于传感电阻层的侧部且与所述传感电阻层邻接的引线层;所述MEMS传感器件还包括:位于所述分压电阻掺杂层两侧且与所述分压电阻掺杂层邻接的接触掺杂部;第一绝缘层,位于所述检测电路层背向所述衬底层一侧的表面;所述分压电阻掺杂层和所述接触掺杂部位于所述第一绝缘层背向所述压力检测电路层的一侧;第一导电连接件,位于部分所述引线层上,所述第一导电连接件贯穿所述第一绝缘层且与所述接触掺杂部连接。
可选的,所述分压电阻掺杂层的导电类型和所述接触掺杂部的导电类型相同。
可选的,所述接触掺杂部的材料包括掺杂的多晶硅。
可选的,所述接触掺杂部中导电离子的掺杂浓度为1E19/cm3-1E22/cm3。
可选的,所述分压电阻掺杂层的导电类型和所述传感电阻层的导电类型相同。
可选的,所述分压电阻掺杂层的导电类型和所述传感电阻层的导电类型均为P型。
可选的,所述传感电阻层的材料包括掺杂的单晶硅。
可选的,所述分压电阻掺杂层的材料包括掺杂的多晶硅。
可选的,所述传感电阻层中导电离子的掺杂浓度为1E14/cm3-1E22/cm3。
可选的,所述分压电阻掺杂层中导电离子的的掺杂浓度为1E14/cm3-1E18/cm3。
可选的,所述分压电阻掺杂层与所述检测电路层同层设置。
可选的,所述衬底层包括:底层半导体层和位于底层半导体层表面的绝缘介质层。
可选的,所述检测电路层和分压电阻掺杂层位于所述绝缘介质层背向所述底层半导体层的一侧。
可选的,所述底层半导体层包括:位于绝缘介质层背向所述检测电路层一侧的感应膜层;支撑部,所述支撑部中具有通腔,所述支撑部位于所述感应膜层背向所述绝缘介质层的一侧。
可选的,所述通腔包括腔底面以及围绕所述腔底的腔侧壁;所述腔侧壁与所述腔底面之间的夹角为直角或钝角。
可选的,所述衬底层还包括:玻璃基板,所述玻璃基板设于所述支撑部背向所述感应膜层的一侧;所述玻璃基板和所述衬底层贴合使通腔形成封闭结构,或者,所述玻璃基板中具有槽孔,所述槽孔位于通腔的底部且与所述通腔贯通。
可选的,所述MEMS传感器件包括MEMS压力敏感芯片;所述检测电路层包括压力检测电路层;所述传感电阻层包括压敏电阻层。
本发明还提供一种传感检测电路,包括:分压电阻;检测模块,包括传感电阻,所述传感电阻电学连接所述分压电阻,所述检测模块与所述分压电阻串联连接;所述传感电阻的电阻温度系数大于所述分压电阻的电阻温度系数。
可选的,所述传感电阻具有正电阻温度系数,所述分压电阻具有正电阻温度系数;或者,所述传感电阻具有正电阻温度系数,所述分压电阻具有负电阻温度系数;或者,所述传感电阻具有负电阻温度系数,所述分压电阻具有负电阻温度系数。
可选的,所述传感电阻为多个,多个所述传感电阻构成惠斯通电桥检测模块,所述分压电阻与所述惠斯通电桥检测模块串联连接。
可选的,所述传感电阻包括:第一传感电阻、第二传感电阻、第三传感电阻以及第四传感电阻;所述第一传感电阻的一端连接所述分压电阻的一端以及所述第四传感电阻的一端,所述第一传感电阻的另一端端连接所述第二传感电阻的一端以及第一电压输出端;所述第二传感电阻的另一端和所述第三传感电阻的一端电学连接接地端;所述第三传感电阻的一端连接所述第四传感电阻的另一端以及第二电压输出端;所述分压电阻的另一端连接电源信号。
本发明还提供一种MEMS传感器件的制备方法,包括:制备衬底层和位于衬底层上的检测电路层,所述检测电路层包括传感电阻层;在所述衬底层上制备分压电阻掺杂层,所述分压电阻掺杂层与所述检测电路层串联连接;所述传感电阻层的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层的电阻温度系数。
可选的,制备衬底层和位于衬底层上的检测电路层的方法包括:形成绝缘体上半导体结构,所述绝缘体上半导体结构包括:底层半导体层;位于底层半导体层表面的绝缘介质层,所述底层半导体层和所述绝缘介质层构成所述衬底层;位于绝缘介质层背向底层半导体层表面的器件半导体层;在所述器件半导体层中形成所述检测电路层。
可选的,形成绝缘体上半导体结构的方法包括:提供第一晶圆和第二晶圆;在第一晶圆的表面形成第一钝化层;在第二晶圆的表面形成第二钝化层;将第一晶圆和第二晶圆通过第一钝化层和第二钝化层键合在一起,位于第一晶圆和第二晶圆之间的第一钝化层和第二钝化层构成所述绝缘介质层;将第一晶圆和第二晶圆通过第一钝化层和第二钝化层键合在一起之后,减薄第一晶圆,使第一晶圆形成所述器件半导体层;第二晶圆构成所述底层半导体层。
可选的,所述器件半导体层包括开口区;在所述器件半导体层中形成所述检测电路层的步骤包括:在所述开口区周围的器件半导体层中形成所述检测电路层;所述MEMS传感器件的制备方法还包括:在所述器件半导体层的开口区中形成贯穿所述器件半导体层的开口;所述开口位于所述部分绝缘介质层上。
可选的,形成所述检测电路层的步骤包括:在部分所述器件半导体层中形成传感电阻层;在部分器件半导体层中形成引线层,引线层位于传感电阻层的侧部且与所述传感电阻层接触。
可选的,在所述衬底层上制备分压电阻掺杂层的步骤为:在所述检测电路层背向所述衬底层的一侧形成分压电阻掺杂层。
可选的,所述MEMS传感器件的制备方法还包括:在所述检测电路层背向所述衬底层的一侧形成接触掺杂部,接触掺杂部位于所述分压电阻掺杂层两侧且与所述分压电阻掺杂层邻接。
可选的,所述MEMS传感器件的制备方法还包括:在形成所述分压电阻掺杂层和所述接触掺杂部之前,在所述器件半导体层背向所述衬底层的表面形成第一绝缘层;在所述接触掺杂部和分压电阻掺杂层侧部的第一绝缘层中形成第一通孔;形成第一通孔之后,形成第一导电连接件,第一导电连接件填充第一通孔且与所述接触掺杂部连接。
本发明技术方案,具有如下优点:
本发明技术方案提供的MEMS传感器件,所述传感电阻层的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层的电阻温度系数,进而使得检测电路层的输入电压与温度呈正相关,当温度上升的时候,使得检测电路层的输入电压升高,进而检测电路层产生输入电压的提升量补偿检测电路层随着温度升高的压电效应减弱的趋势,最终在高温的时候可以有效地避免所述MEMS传感器件的输出电压降低,在高温的时候有效的避免MEMS传感器件灵敏度的降低。
进一步,所述衬底层表面具有器件半导体层,所述检测电路层中具有贯穿所述检测电路层的开口;所述传感电阻层包围所述开口,所述开口用以将检测电路层中部分并联的传感电阻层在空间上隔断开,防止并联的传感器电阻层之间的电流相互影响;即使MEMS传感器件在高温下也能有效的并联的传感电阻层之间的电流串扰,进一步提高MEMS传感器件的灵敏度和检测的准确性。
进一步,所述分压电阻掺杂层位于部分传感电阻层背向所述衬底层的一侧,也就是分压电阻掺杂层与传感电阻层垂直叠层设置,可以减小芯片的整体面积;其次,由于分压电阻掺杂层与传感电阻层能选择不用的材料,分压电阻掺杂层的材料选择不受到传感电阻层的材料选择的限制,相应的,分压电阻掺杂层的电阻温度系数不受到传感电阻层的电阻温度系数的选择的限制;再次,分压电阻掺杂层和传感电阻层通过选择合适的材料,在制备分压电阻掺杂层和传感电阻层的过程中,有利于分压电阻掺杂层和传感电阻层的刻蚀选择比的提高,降低了工艺难度。
本发明技术方案提供的传感检测电路中,所述传感电阻的电阻温度系数大于所述分压电阻的电阻温度系数,使得检测模块的输入电压与温度呈正相关。当温度升高的时候,进而检测模块的输入电压得以提高,进而检测模块的输入电压的提升量补偿检测模块随着温度升高的压电效应减弱的趋势,最终在高温的时候可以有效地避免所述传感检测电路的输出电压降低,在高温的时候有效的避免传感检测电路灵敏度的降低。
本发明技术方案提供的MEMS传感器件的制备方法中,所述传感电阻层的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层的电阻温度系数,使得检测电路层的输入电压与温度呈正相关。当温度升高的时候,进而检测电路层的输入电压得以提高,进而使得检测电路层的输入电压的提升量补偿检测电路层随着温度升高的压电效应减弱的趋势,最终在高温的时候可以有效地避免所述MEMS传感器件的输出电压降低,在高温的时候有效的避免MEMS传感器件灵敏度的降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的MEMS传感器件的结构示意图;
图2为本发明一实施例提供的MEMS传感器件的俯视图;
图3为本发明一实施例提供的MEMS传感器件的等效电路图;
图4为本发明另一实施例提供的MEMS传感器件的结构示意图;
图5为本发明又一实施例提供的MEMS传感器件的结构示意图;
图6为本发明又一实施例提供的MEMS传感器件的结构示意图;
图7为本发明又一实施例提供的传感检测电路的电路图;
图8至图22为本发明又一实施例提供的MEMS传感器件制备过程的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明一实施例提供一种MEMS传感器件100,结合参照图1和图2,包括:衬底层101;检测电路层102,位于所述衬底层101上,所述检测电路层102包括传感电阻层1021;分压电阻掺杂层104,位于所述衬底层101上,所述分压电阻掺杂层104与所述检测电路层102串联连接;所述传感电阻层1021的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层104的电阻温度系数。
在一个具体的实施例中,所述传感电阻层1021具有正电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层104具有正电阻温度系数,且所述传感电阻层1021的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层104的电阻温度系数。
在另一个实施例中,所述传感电阻层1021具有正电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层104具有负电阻温度系数。
在另一个实施例中,所述传感电阻层1021具有负电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层104具有负电阻温度系数,且所述传感电阻层1021的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层104的电阻温度系数。
在一个具体的实施例中,传感电阻层1021的电阻温度系数的数值范围为-0.005/℃~0.005/℃。所述分压电阻掺杂层104的电阻温度系数-0.005/℃~0.005/℃。
所述传感电阻层1021的电阻温度系数与所述分压电阻掺杂层104的电阻温度系数的关系为所述传感电阻层1021的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层104的电阻温度系数。好处在于:可以实现所述检测电路层102的输入电压与温度的上升呈正相关,在温度升高时,可以提高所述检测电路层102的输入电压,使得检测电路层102的输入电压产生的提升量可以补偿检测电路层102随着温度升高的压电效应减弱的趋势,最终在高温的时候可以有效地避免所述MEMS传感器件的输出电压降低,在高温的时候有效的避免MEMS传感器件灵敏度的降低。
所述MEMS传感器件100包括MEMS压力敏感芯片。MEMS压力传感芯片是一种薄膜元件。本实施例中,在受到压力时变形,可以利用MEMS传感器件100来测量这种形变,相应的,所述检测电路层102为压力检测电路层,所述传感电阻层1021为压敏电阻层。在其他实施例中,所述MEMS传感器件还可以感应外界的其他信号而使得传感电阻层发生变化。
所述检测电路层102中具有贯穿所述检测电路层102的开口1023;所述传感电阻层1021包围所述开口1023。所述衬底层101表面具有器件半导体层130。所述检测电路层102位于所述器件半导体层130中。
在其他实施例中,可以不在检测电路层102中设置开口。
所述检测电路层102包括传感电阻层1021以及引线层1022。本实施例中,所述传感电阻层1021为压敏电阻层,所述传感电阻层1021的数量为若干个,若干个所述传感电阻层1021相互分立。所述引线层1022位于传感电阻层1021的侧部且与传感电阻层1021邻接。所述引线层1022与所述传感电阻层1021包围所述开口1023。
所述开口1023用以将检测电路层中部分并联的传感电阻层1021在空间上隔断开,防止并联的传感器电阻层1021之间的电流相互影响;即使MEMS传感器件在高温下也能有效的并联的传感电阻层之间的电流串扰,进一步提高MEMS传感器件的灵敏度和检测的准确性。
所述引线层1022的导电类型和所述传感电阻层1021的导电类型相同。所述传感电阻层1021的材料包括掺杂的单晶硅;所述传感电阻层1021中导电离子的掺杂浓度为1E14/cm3-1E22/cm3。
当具有开口1023时,引线层1022的导电类型和所述传感电阻层1021的导电类型同时为N型或者同时为P型。
需要说明的是,在其他实施例中,所述检测电路层中没有设置开口,传感电阻层的导电类型为P型,引线层的导电类型为P型,各传感电阻层包围的的区域的导电类型为N型,传感电阻层与引线层包围的区域构成PN结,利用PN结的反偏截至的性能,传感电阻层包围的区域难以向传感电阻层和引线层导通,使得在低温下MEMS传感器件中并联的传感电阻层之间不会发生电流串扰,并联设置的引线层之间也不会发生电流串扰。
在本实施例中,MEMS传感器件100还包括第一绝缘层103,第一绝缘层103位于所述检测电路层102背向所述衬底层101一侧的表面。第一绝缘层103的作用包括:隔离分压电阻掺杂层104和传感电阻层1021,避免分压电阻掺杂层104和传感电阻层1021直接接触;支撑分压电阻掺杂层104的作用。第一绝缘层103的材料包括:氮化硅或氧化硅其中的一种或两种组合。
所述分压电阻掺杂层104位于所述衬底层101上。在本实施例中,所述分压电阻掺杂层104位于部分传感电阻层1021背向所述衬底层101的一侧,好处在于:分压电阻掺杂层104与传感电阻层1021垂直叠层设置,可以减小芯片的整体面积;其次,由于分压电阻掺杂层104与传感电阻层1021能选择不同的材料,分压电阻掺杂层104的材料选择不受到传感电阻层1021的材料选择的限制,相应的,分压电阻掺杂层104的电阻温度系数也不会受到传感电阻层1021的电阻温度系数的选择的限制;再次,分压电阻掺杂层104和传感电阻层1021通过选择合适的材料,在制备分压电阻掺杂层104和传感电阻层1021的过程中,有利于分压电阻掺杂层104和传感电阻层1021的刻蚀选择比的提高,降低了工艺难度。
在其他实施例中,分压电阻掺杂层与所述检测电路层同层设置,这可以减小芯片的厚度,使芯片扁平化。
本实施例中,传感电阻层1021的材料选择掺杂的单晶硅,用以使得传感电阻层1021的电阻温度系数为正;引线层1022采用较大的导电离子的掺杂浓度,可以使引线层1022的电阻率较低,这可以降低引线层1022的电阻,方便检测电路层102的电路导通。
本实施例中,传感电阻层1021中导电离子的浓度较大,具体的可以与引线层1022采用的导电离子浓度相同,这可以在制备的时候同时掺杂得到。
在其他实施例中,传感电阻层可采用较小的导电离子的掺杂浓度,传感电阻层中的导电离子的掺杂浓度小于引线层中导电离子的掺杂浓度,使得传感电阻层的电阻率较大,在设置一定电阻范围的传感电阻层时传感电阻层占用的面积不至于过大,因此提高了MEMS传感器件的集成度。分压电阻掺杂层的材料选择掺杂的多晶硅,多晶硅相对于单晶硅的电阻率大,且分压电阻掺杂层中导电离子的掺杂浓度小于传感电阻层中导电离子的掺杂浓度,因此分压电阻掺杂层的导电率小于传感电阻层的导电率,在设置一定电阻范围的分压电阻掺杂层时分压电阻掺杂层占用的面积不至于过小,因此降低了制备分压电阻掺杂层的图案化难度。
本实施例中,通过掺杂使得分压电阻掺杂层104具有合适的电阻温度系数,分压电阻掺杂层104中采用不同的掺杂浓度,能使得分压电阻掺杂层104呈现不同的电阻温度系数。在工艺中可以选择解释的掺杂浓度使得分压电阻掺杂层104具有合适的电阻温度系数。在一个实施例中,所述分压电阻掺杂层104中导电离子的的掺杂浓度为1E14/cm3-1E18/cm3。
当所述分压电阻掺杂层104的材料为掺杂的多晶硅时,能控制掺杂浓度,使得分压电阻掺杂层104的电阻温度系数呈现负电阻温度系数。
本实施例中,MEMS传感器件100还包括接触掺杂部105,所述分压电阻掺杂层104和所述接触掺杂部105位于所述第一绝缘层103背向所述检测电路层102的一侧表面,所述接触掺杂部105位于所述分压电阻掺杂层104两侧且与所述分压电阻掺杂层104邻接;所述接触掺杂部105作为所述分压电阻掺杂层104的连接处,用以被检测电路层102连接。
所述分压电阻掺杂层104与所述检测电路层102串联连接,具体的,所述分压电阻掺杂层104与所述引线层1022电学连接。通过离子重浓度掺杂的接触掺杂部105,这可以减小分压电阻掺杂层104与第一导电连接件106的接触电阻。
所述分压电阻掺杂层104的导电类型和所述接触掺杂部105的导电类型相同;所述接触掺杂部105的材料包括掺杂的多晶硅;优选的,所述接触掺杂部105中导电离子的掺杂浓度大于所述接触掺杂部105中导电离子的掺杂浓度。在一个具体的实施例中,这可以减小分压电阻掺杂层104与第一导电连接件106的接触电阻。所述接触掺杂部105中导电离子的掺杂浓度为1E19/cm3-1E22/cm3。
在本实施例中,MEMS传感器件100还包括第一导电连接件106,所述第一导电连接件106位于部分所述引线层1022上,所述第一导电连接件106贯穿所述第一绝缘层103且与所述接触掺杂部105连接,进而实现所述分压电阻掺杂层104与所述检测电路层102电连接。在一实施例中,MEMS传感器件100还包括第二导电连接件108,所述第一导电连接件106位于部分所述引线层1022上,所述第一导电连接件106贯穿所述第一绝缘层103,由图2中看出,部分第二导电连接件108用于作为第一电压输出端,部分第二导电连接件108用于作为第一电压输出端,部分第二导电连接件108(图2中的左下角)用于电学连接接地端。
在一实施例中,MEMS传感器件100还包括第二绝缘层107,设于所述分压电阻掺杂层104背向所述检测电路层102一侧表面且与所述第一导电连接件106的侧部邻接。进一步的,第二绝缘层107全部覆盖所述分压电阻掺杂层104的表面且延伸至接触掺杂部105的部分顶面。第二绝缘层107的作用包括:隔离所述分压电阻掺杂层104和第一导电连接件106,避免第一导电连接件106和分压电阻掺杂层104直接连接。第二绝缘层107的材料包括氧化硅与氮化硅其中的一种或两种组合。
所述分压电阻掺杂层104的导电类型和所述传感电阻层1021的导电类型相同。
在一个实施例中,所述分压电阻掺杂层104的导电类型和所述传感电阻层1021的导电类型均为P型。N型的传感电阻层的应力分布不均,需要在感应膜层的背面刻蚀一块区域并填充一个应力块,以改变应力分布,这样制备的时候膜层之间的高低起伏较大,并且制备流程复杂。而P型的传感电阻层的应力分布均匀,不需要填充应力块,工艺制备流程简单,并且感应膜层的平整度好。
如图3所示,为本发明提供的MEMS传感器件的等效电路。图3中以检测电路层102为惠斯通电桥为例进行说明。传感电阻包括第一传感电阻R1、第二传感电阻R2、第三传感电阻R3和第四传感电阻R4,分压电阻Rp与惠斯通电桥电学连接。当MEMS传感器件受到压力时感应膜层会产生形变,感应膜层会产生的形变信息传递至第一传感电阻R1、第二传感电阻R2、第三传感电阻R3和第四传感电阻R4,使得第一传感电阻R1、第二传感电阻R2、第三传感电阻R3和第四传感电阻R4的阻值改变。
惠斯通电桥是对称结构,对于固定的温度,惠斯通电桥的整体电阻保持不变,分压电阻Rp的阻值不变,因此惠斯通电桥的输入电压Vin1不变,Vin1=Vs*R/(R+Rp),其中,R为惠斯通电桥的总电阻值。在未受压时,R1~R4的初始值皆为R,惠斯通电桥的等效电阻也为R。由于R1的阻值随压力的增大而减小,R2的阻值随压力的增大而增大,R3的阻值随压力的增大而减小,R4的阻值随压力的增大而增大,R1和R2的串联阻值不随着压力变化,R3和R4的串联阻值不随着压力变化,因此惠斯通电桥的总电阻随着压力的变化是不变的。
对于固定的工作温度,当受压时,Δvout1=Vout+-Vout-=Vin*((R2)/(R1+R2)-(R3)/(R3+R4))=Vin*((R+a)/2R-(R-a)/2R=Vin*a/R。a为传感电阻受压力时引起的电阻变化量。
当工作温度升高时,且在受压时,Δvout2=Vout+-Vout-=Vin*((R2)/(R1+R2)-(R3)/(R3+R4))=Vin*((R”+a)/2R”-(R”-a)/2R”)=Vin*a/R”,其中,R”=R(1+k1*b),b为温度变化,k1为各传感电阻的电阻温度系数,因此Δvout2=Vin*a/R(1+k1*b)=Vin*c。c=a/R(1+k1*b)。c为灵敏度函数。
而c=[pi_l*(d/h)^2*(1-v)],pi_l是压阻系数,d/h是传感电阻(为方形时)的宽度与膜厚之比,v是泊松比,因压阻系数pi_l随着温度的升高而减小,所以灵敏度函数c随着温度的升高是单调递减,因此当Vin一定时,Δvout2随着温度的上升是减小的。
为了补偿Δvout2的输出电压,因此需要提高Vin的电压值,其中:当工作温度升高时,Vin2=Vs*R”/(R”+Rp)=R(1+k1*b)/(R(1+k1*b)+Rp(1+k2*b)),当温度变化b不等于0,则有:Vin2=Vs*(R+R*k1*b)/(R+Rp+R*k1*b+Rp*k2*b)=Vs*(R+R*k1*b)/(R+Rp+b*(R*k1+Rp*k2))。
Vin2对b求导,可得Vin2的导数为Vin2’,Vin2’=R*Rp*(k1-k2)/((R*k1+Rp*k2)*b+R+Rp)^2;因此需要Vin2跟温度的关系是正相关,所以k1-k2必须大于0,即k1>k2。另外Vin2’的表达式的分母中有b的系数,当Vin2’的表达式的分母的值越小时,可以实现Vin2’越大,其补偿Vin的结果值的增加速度更快,所以Rk1+Rpk2的值越小,补偿效果越强,由于R和Rp都是正数,因此k2<0的时候补偿效果比k2>0更好。
假设惠斯通电桥的桥臂电阻是1kΩ,惠斯通电桥的温度系数为k1=0.0019,当从25℃到270℃时(即b的变化范围),如没有分压电阻的设置,惠斯通电桥的输出电压将下降30%;为此,我们需要提高Vin2的电压,根据Vin2与b的函数关系,调整b的系数数值即可实现在270℃时提高Vin2电压,b的系数为R*k1+Rp*k2,当k2<0时可实现在270℃时的Vin2的电压比25℃提高1.4倍,此时的Δvout2相较于在未补偿的情况下是维持不变,这可以起到有效补偿的作用,有效避免MEMS传感器件灵敏度的降低。
因此当取合适的分压电阻掺杂层104的掺杂条件时,使分压电阻掺杂层104得到负的电阻温度系数,可以起到更好的补偿效果。
在一实施例中,所述衬底层101还包括:底层半导体层和位于底层半导体层表面的绝缘介质层1012。
在一实施例中,所述底层半导体层包括:感应膜层1013及支撑部1011。
感应膜层1013位于绝缘介质层1012背向所述检测电路层102一侧;感应膜层1013与开口1023相对设置。所述支撑部1011中具有通腔1014,所述支撑部1011位于所述感应膜层1013背向所述绝缘介质层1012的一侧。
传统的MEMS传感器件在工作的时候在衬底层上施加一个高压,也就反偏电压,实现衬底层和检测电路层之间的PN结反偏效应,然而,当高温环境下PN结反偏效应会失效,漏电流增加。
本发明结合SOI设计,在检测电路层102的底部设置了绝缘介质层1012,即使在高温时工作也能很好的隔离底层半导体层和检测电路层102,使得底层半导体层和检测电路层102更好的绝缘,有效的降低了漏电流。
所述检测电路层102和分压电阻掺杂层104位于所述绝缘介质层1012背向所述底层半导体层的一侧。
如图1以及图4所示,所述绝缘介质层1012位于所述感应膜层1013的表面。所述支撑部1011位于所述感应膜层1013背向所述绝缘介质层的一侧,所述支撑部1011中具有通腔1014;所述通腔1014包括腔底面以及围绕所述腔底面的腔侧壁。所述腔侧壁与所述腔底面之间的夹角为直角或钝角,其中,当使用干法刻蚀的时候,因干法刻蚀的工艺特性,从而导致通腔1014的夹角不能完全形成直角,会有一定的残留,直角会变成圆角;当使用湿法刻蚀液刻蚀衬底层101的时候,因硅晶面刻蚀特性,通腔1014必然沿着一个角度往下刻蚀,因此形成了钝角结构,此时支撑部1011背向所述感应膜层1013一侧的表面接触面积会减小,但是湿法刻蚀通过控制刻蚀时间可以得到很好的通腔夹角的1014形貌,即夹角为钝角时,不会变成圆角,钝角的刻蚀精度更高。
在一实施例中,如图5以及图6所示,所述衬底层101还包括:玻璃基板200,所述玻璃基板200设于所述支撑部1011背向所述感应膜层1013的一侧。
MEMS传感器的工作时会封装在封装基板上,封装基板包括陶瓷基板。玻璃基板的热膨胀系数与所述衬底层的热膨胀系数相近,这样当MEMS传感器受热膨胀时,向上传递应力时,即一部分应力由玻璃基板承受,进而减少传递至感应膜层1013的应力。
参考图5,所述玻璃基板200和所述衬底层101贴合使通腔1014形成封闭结构,此时形成绝压传感器芯片。
或者,参考图6所述玻璃基板200中具有槽孔210,所述槽孔210位于通腔1014的底部且与所述通腔1014贯通,此时形成差压传感器芯片。优选的,所述槽孔210的开口面积小于通腔1014的开口面积。
实施例2
如图7所示,发明还提供一种传感检测电路,包括:分压电阻Rp以及检测模块。
所述检测模块包括传感电阻,所述传感电阻电学连接所述分压电阻Rp,所述检测模块与所述分压电阻Rp串联连接。所述传感电阻的电阻温度系数大于所述分压电阻Rp的电阻温度系数。
在一个实施例中,所述传感电阻具有正电阻温度系数,所述分压电阻具有正电阻温度系数,且所述传感电阻的电阻温度系数大于所述分压电阻的电阻温度系数。
在另一个实施例中,所述传感电阻具有正电阻温度系数,所述分压电阻具有负电阻温度系数。
在又一个实施例中,所述传感电阻具有负电阻温度系数,所述分压电阻具有负电阻温度系数,且所述传感电阻的电阻温度系数大于所述分压电阻的电阻温度系数。
所述传感电阻为多个,多个所述传感电阻构成惠斯通电桥检测模块,所述分压电阻与所述惠斯通电桥检测模块串联连接。
Vin为惠斯通电桥检测模块的输入电压,所述传感电阻包括:第一传感电阻R1、第二传感电阻R2、第三传感电阻R3以及第四传感电阻R4。所述第一传感电阻R1的一端连接所述分压电阻Rp的一端以及所述第四传感电阻R4的一端,所述第一传感电阻R1的另一端端连接所述第二传感电阻R2的一端以及第一电压输出端Vout+;所述第二传感电阻R2的另一端和所述第三传感电阻R3的一端电学连接接地端;所述第三传感电阻R3的一端连接所述第四传感电阻R4的另一端以及第二电压输出端Vout-;所述分压电阻Rp的另一端连接电源信号VS。第一传感电阻R1、第二传感电阻R2、第三传感电阻R3以及第四传感电阻R4即为所述传感电阻。
实施例3
本发明还提供一种制备如所述的MEMS传感器件的方法,包括:制备衬底层101和位于衬底层101上的检测电路层102,所述检测电路层102包括传感电阻层1021;在所述衬底层101上制备分压电阻掺杂层104,所述分压电阻掺杂层104与所述检测电路层102串联连接。所述传感电阻层102的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层104的电阻温度系数。
所述传感电阻层1021具有正电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层104具有正电阻温度系数,且所述传感电阻层1021的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层104的电阻温度系数;或者,所述传感电阻层1021具有正电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层104具有负电阻温度系数;或者,所述传感电阻层1021具有负电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层104具有负电阻温度系数,且所述传感电阻层1021的电阻温度系数大于所述分压电阻的电阻温度系数。
具体地,制备衬底层101和位于衬底层101上的检测电路层102的方法包括:形成绝缘体上半导体结构,所述绝缘体上半导体结构包括:底层半导体层;位于底层半导体层表面的绝缘介质层1012,所述底层半导体层和所述绝缘介质层1012构成所述衬底层101;位于绝缘介质层1012背向底层半导体层表面的器件半导体层130;在所述器件半导体层130中形成所述检测电路层102。如图8~11所示,形成绝缘体上半导体结构的方法包括:提供第一晶圆110(参考图8)和第二晶圆120;在第一晶圆110的表面形成第一钝化层111(参考图9),具体的,对第一晶圆110的表面进行热氧化处理,形成第一钝化层111;在第二晶圆120的表面形成第二钝化层121(参考图10),具体的,对第二晶圆120的表面进行热氧化处理,形成第二钝化层121;将第一晶圆110和第二晶圆120通过第一钝化层111和第二钝化层121键合在一起(参考图11),位于第一晶圆110和第二晶圆120之间的第一钝化层111和第二钝化层121构成所述绝缘介质层1012;将第一晶圆110和第二晶圆120通过第一钝化层111和第二钝化层121键合在一起之后,减薄第一晶圆110,使第一晶圆110形成所述器件半导体层130(参考图11);第二晶圆120构成所述底层半导体层,此时,器件半导体层130、绝缘介质层1012和底层半导体层构成绝缘体上的半导体结构。
在其他实施例中,可以选择去除或者保留第二晶圆背向绝缘介质层一侧表面的第二钝化层。
在其他实施例中,还可以为:仅在第一晶圆的表面形成第一钝化层,之后第二晶圆通过第一钝化层与第一晶圆进行键合。在其他实施例中,还可以为:仅在第二晶圆的表面形成第二钝化层,之后将第一晶圆通过第二钝化层与第二晶圆进行键合。
在其他实施例中,还可以为:通过智能剥离技术(Smart-Cut)制备绝缘体上半导体结构。
如图12所示,制备第一绝缘层103于所述器件半导体层130背向所述衬底层101的一侧表面。
继续参考图12,在部分所述器件半导体层中形成传感电阻层1021;在部分器件半导体层130中形成引线层1022,引线层1022位于传感电阻层1021的侧部且与所述传感电阻层1023接触。
本实施例中,在形成第一绝缘层103之后,形成传感电阻层1021和引线层1022。这样使得第一绝缘层103能降低传感电阻层1021和引线层1022形成过程中采用的离子注入对器件半导体层130的表面损伤,这样使得形成传感电阻层1021和引线层1022,传感电阻层1021和引线层1022中的缺陷较少。
在其他实施例中,形成传感电阻层和引线层之后,形成第一绝缘层。
所述器件半导体层130包括开口区170,所述器件半导体层130中形成所述检测电路层102的步骤包括:在所述开口区170周围的器件半导体层130中形成所述检测电路层102。
在一个实施例中,传感电阻层1021和引线层1022的掺杂浓度不同,需要分别制备传感电阻层1021和引线层1022。形成传感电阻层1021的步骤包括:在所述器件半导体层130上形成第一掩膜层,所述第一掩膜层定义出传感电阻的位置;以所述第一掩膜层为掩膜,对所述器件半导体层130进行第一离子注入,形成传感电阻层1021;之后去除第一掩膜层。形成引线层1022的步骤包括:在所述器件半导体层130上形成第二掩膜层,所述第二掩膜层定义出引线层1022的位置;以所述第二掩膜层为掩膜,对所述器件半导体层130进行第二离子注入,形成引线层1022;之后去除第二掩膜层。
在一个实施例中,形成传感电阻层1021的步骤还包括:对第一离子注入的区域和第二离子注入的区域进行退火处理。退火处理使用炉管退火或快速退火炉退火。
在另一个实施例中,当传感电阻层1021和引线层1022的掺杂浓度相同时,可以同时形成传感电阻层1021和引线层1022。形成传感电阻层1021和引线层1022的步骤包括:在所述器件半导体层130上形成掩膜层,所述掩膜层定义出传感电阻层1021和引线层1022的位置;以所述掩膜层为掩膜,对所述器件半导体层130进行离子注入,形成传感电阻层1021和引线层1022;之后去除掩膜层。
在其他实施例中,还可以采用扩散工艺形成传感电阻层和引线层。
如图13~图20,在所述器件半导体层130中形成所述检测电路层102之后,在所述检测电路层102背向所述衬底层101的一侧形成分压电阻掺杂层104;所述分压电阻掺杂层104与所述检测电路层102电学连接。
本实施例中,还包括:在所述器件半导体层130中形成所述检测电路层102之后,在所述检测电路层102背向所述衬底层101的一侧形成接触掺杂部105,接触掺杂部105位于所述分压电阻掺杂层104两侧且与所述分压电阻掺杂层104邻接。具体的,在形成第一绝缘层103之后,形成分压电阻掺杂层104和接触掺杂部105。
本实施例中,还包括:在所述接触掺杂部105和分压电阻掺杂层104侧部的第一绝缘层103中形成第一通孔1031;形成第一通孔1031之后,形成第一导电连接件106,第一导电连接件106填充第一通孔1031且与所述接触掺杂部105连接。
如图13所示,制备第一材料层140于第一绝缘层103背向器件半导体层130,第一材料层140的材料包括多晶硅,第一材料层140的制备工艺包括低压气相化学沉积或等离子体增强化学气相沉积。
如图14所示,在第一材料层140背向所述第一绝缘层103的部分表面制备第二绝缘膜107。
如图15所示,形成第二绝缘膜107之后,对所述第一材料层140的进行第三离子注入工艺。
本实施例中,第三离子注入工艺是整面注入的,第三离子注入的部分区域构成分压电阻掺杂层104。
本实施例中,还可以包括:进行第三离子注入工艺之后,对第三离子注入工艺注入的区域进行退火处理,退火处理使用炉管退火或快速退火炉退火。
需要说明的是,在其他实施例中,还可以是:在形成第二绝缘膜107之前,通过扩散工艺形成分压电阻掺杂层104。如图16所示,在所述第一材料层140的部分区域中形成分压接触掺杂部105。形成分压接触掺杂部105的工艺包括离子注入工艺或者扩散工艺。
如图17所示,刻蚀部分第二绝缘膜107,形成第二绝缘层107a。
具体的,刻蚀去除了位于分压电阻掺杂层104和接触掺杂部105的顶面表面之外的第二绝缘膜107,至少保留位于分压电阻掺杂层104顶部表面的第二绝缘膜107。
第二绝缘层107a的位置参照前述实施例的描述,在此不再详述。
如图18所示,以第二绝缘层107a为掩蔽层,刻蚀去除分压电阻掺杂层104和接触掺杂部105以外的第一材料层140。刻蚀去除分压电阻掺杂层104和接触掺杂部105以外的第一材料层140采用干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺其中的一种或两种组合。
如图19所示,刻蚀所述接触掺杂部105和分压电阻掺杂层104侧部的第一绝缘层103,在所述接触掺杂部105和分压电阻掺杂层104侧部的第一绝缘层103中形成第一通孔1031。
本实施例中,第一通孔1031位于所述开口区和接触掺杂部105之间。本实施例中,还包括:刻蚀去除开口区170上方的第一绝缘层103以暴露出器件半导体层130的开口区170。在一个具体的实施例中,在形成第一通孔1031的过程中,刻蚀去除开口区170上方的第一绝缘层103以暴露出器件半导体层130的开口区170,简化工艺。本实施例中,在部分引线层1022上方的第一绝缘层103中形成第二通孔1032,第二通孔1032可以选择和第一通孔1031同时形成以简化工艺。
如图20所示,制备第一导电连接件106以及第二导电连接件108,第一导电连接件106填充第一通孔1031且与所述接触掺杂部105连接。第二导电连108接件108填充第二通孔1032且与部分引线层1022连接。
制备第一导电连接件106和第二导电连接件108的步骤包括:在所述第一通孔1031和第二通孔1032中、器件半导体层130的开口区170的表面、以及接触掺杂部105的表面、以及第二绝缘层107a的侧壁表面和顶部表面形成第一初始导电膜;刻蚀所述第一初始导电膜,以去除器件半导体层130的开口区170的表面第一初始导电膜、第二绝缘层107a的顶部表面的第一初始导电膜,形成第一导电连接件106和第二导电连接件108。形成所述第一初始导电膜的工艺为沉积工艺,如采用磁控溅射或电子束蒸镀;刻蚀所述第一初始导电膜的方法包括湿法腐蚀工艺或者干法刻蚀工艺。
第一初始导电膜的材料包括:铬(Cr)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)、钽(Ta)、金(Au)或铂(Pt)金属中的一种或多种的组合。
如图21所示,在所述器件半导体层130的开口区170中形成贯穿所述器件半导体层的开口1023,所述开口1023位于所述部分绝缘介质层1012上。具体地,刻蚀去除开口区170的器件半导体层以形成开口1023。
如图22所示,去除第二晶圆120背向绝缘介质层1012一侧的第二钝化层121,以及对第二晶圆120背向绝缘介质层1012一侧进行减薄,并对减薄后的第二晶圆120背向绝缘介质层1012一侧表面进行抛光;开设通腔1014于减薄后第二晶圆120背向所述绝缘介质层1014的一侧,具体工艺为光刻或干法刻蚀工艺,此时形成所述支撑部1011以及设于所述支撑部1011上的感应膜层1013,且传感器电阻层1021与感应膜层1013边缘相对设置。
在其他实施例中,检测电路层与所述分压电阻掺杂层同层设置,在所述器件半导体层中分别形成检测电路层和分压电阻掺杂层。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (18)
1.一种MEMS传感器件,其特征在于,包括:
衬底层;
检测电路层,位于所述衬底层上,所述检测电路层包括传感电阻层;
分压电阻掺杂层,位于所述衬底层上,所述分压电阻掺杂层与所述检测电路层串联连接;
所述传感电阻层的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层的电阻温度系数。
2.根据权利要求1所述的MEMS传感器件,其特征在于,所述传感电阻层具有正电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层具有正电阻温度系数;
或者,所述传感电阻层具有正电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层具有负电阻温度系数;
或者,所述传感电阻层具有负电阻温度系数,所述分压电阻掺杂层具有负电阻温度系数。
3.根据权利要求1所述的MEMS传感器件,其特征在于,所述检测电路层中具有贯穿所述检测电路层的开口;所述传感电阻层包围所述开口;
优选的,所述引线层的导电类型和所述传感电阻层的导电类型相同。
4.根据权利要求1或3所述的MEMS传感器件,其特征在于,
所述传感电阻层的数量为若干个,若干个所述传感电阻层相互分立;所述分压电阻掺杂层位于部分传感电阻层背向所述衬底层的一侧。
5.根据权利要求4所述的MEMS传感器件,其特征在于,所述检测电路层还包括:位于传感电阻层的侧部且与所述传感电阻层邻接的引线层;
所述MEMS传感器件还包括:位于所述分压电阻掺杂层两侧且与所述分压电阻掺杂层邻接的接触掺杂部;第一绝缘层,位于所述检测电路层背向所述衬底层一侧的表面;所述分压电阻掺杂层和所述接触掺杂部位于所述第一绝缘层背向所述压力检测电路层的一侧;第一导电连接件,位于部分所述引线层上,所述第一导电连接件贯穿所述第一绝缘层且与所述接触掺杂部连接。
6.根据权利要求5所述的MEMS传感器件,其特征在于,
所述分压电阻掺杂层的导电类型和所述接触掺杂部的导电类型相同;
优选的,所述接触掺杂部的材料包括掺杂的多晶硅;
优选的,所述接触掺杂部中导电离子的掺杂浓度为1E19/cm3-1E22/cm3。
7.根据权利要求1所述的MEMS传感器件,其特征在于,
所述分压电阻掺杂层的导电类型和所述传感电阻层的导电类型相同;
优选的,所述分压电阻掺杂层的导电类型和所述传感电阻层的导电类型均为P型;
优选的,所述传感电阻层的材料包括掺杂的单晶硅;
优选的,所述分压电阻掺杂层的材料包括掺杂的多晶硅;
优选的,所述传感电阻层中导电离子的掺杂浓度为1E14/cm3-1E22/cm3;
优选的,所述分压电阻掺杂层中导电离子的的掺杂浓度为1E14/cm3-1E18/cm3。
8.根据权利要求1所述的MEMS传感器件,其特征在于,
所述分压电阻掺杂层与所述检测电路层同层设置。
9.根据权利要求1所述的MEMS传感器件,其特征在于,所述衬底层包括:底层半导体层和位于底层半导体层表面的绝缘介质层;
所述检测电路层和分压电阻掺杂层位于所述绝缘介质层背向所述底层半导体层的一侧;
优选的,所述底层半导体层包括:位于绝缘介质层背向所述检测电路层一侧的感应膜层;支撑部,所述支撑部中具有通腔,所述支撑部位于所述感应膜层背向所述绝缘介质层的一侧;
优选的,所述通腔包括腔底面以及围绕所述腔底的腔侧壁;所述腔侧壁与所述腔底面之间的夹角为直角或钝角;
优选的,所述衬底层还包括:玻璃基板,所述玻璃基板设于所述支撑部背向所述感应膜层的一侧;所述玻璃基板和所述衬底层贴合使通腔形成封闭结构,或者,所述玻璃基板中具有槽孔,所述槽孔位于通腔的底部且与所述通腔贯通。
10.根据权利要求1所述的MEMS传感器件,其特征在于,所述MEMS传感器件包括MEMS压力敏感芯片;所述检测电路层包括压力检测电路层;所述传感电阻层包括压敏电阻层。
11.一种传感检测电路,其特征在于,包括:
分压电阻;
检测模块,包括传感电阻,所述传感电阻电学连接所述分压电阻,所述检测模块与所述分压电阻串联连接;
所述传感电阻的电阻温度系数大于所述分压电阻的电阻温度系数。
12.根据权利要求11所述的传感检测电路,其特征在于,所述传感电阻具有正电阻温度系数,所述分压电阻具有正电阻温度系数;
或者,所述传感电阻具有正电阻温度系数,所述分压电阻具有负电阻温度系数;
或者,所述传感电阻具有负电阻温度系数,所述分压电阻具有负电阻温度系数。
13.根据权利要求11所述的传感检测电路,其特征在于,所述传感电阻为多个,多个所述传感电阻构成惠斯通电桥检测模块,所述分压电阻与所述惠斯通电桥检测模块串联连接。
14.根据权利要求13所述的传感检测电路,其特征在于,
所述传感电阻包括:第一传感电阻、第二传感电阻、第三传感电阻以及第四传感电阻;
所述第一传感电阻的一端连接所述分压电阻的一端以及所述第四传感电阻的一端,所述第一传感电阻的另一端端连接所述第二传感电阻的一端以及第一电压输出端;
所述第二传感电阻的另一端和所述第三传感电阻的一端电学连接接地端;
所述第三传感电阻的一端连接所述第四传感电阻的另一端以及第二电压输出端;
所述分压电阻的另一端连接电源信号。
15.一种制备MEMS传感器件的方法,其特征在于,包括:
制备衬底层和位于衬底层上的检测电路层,所述检测电路层包括传感电阻层;
在所述衬底层上制备分压电阻掺杂层,所述分压电阻掺杂层与所述检测电路层串联连接;
所述传感电阻层的电阻温度系数大于所述分压电阻掺杂层的电阻温度系数。
16.根据权利要求15所述的MEMS传感器件的制备方法,其特征在于,制备衬底层和位于衬底层上的检测电路层的方法包括:
形成绝缘体上半导体结构,所述绝缘体上半导体结构包括:底层半导体层;位于底层半导体层表面的绝缘介质层,所述底层半导体层和所述绝缘介质层构成所述衬底层;位于绝缘介质层背向底层半导体层表面的器件半导体层;
在所述器件半导体层中形成所述检测电路层;
优选的,形成绝缘体上半导体结构的方法包括:提供第一晶圆和第二晶圆;在第一晶圆的表面形成第一钝化层;在第二晶圆的表面形成第二钝化层;将第一晶圆和第二晶圆通过第一钝化层和第二钝化层键合在一起,位于第一晶圆和第二晶圆之间的第一钝化层和第二钝化层构成所述绝缘介质层;将第一晶圆和第二晶圆通过第一钝化层和第二钝化层键合在一起之后,减薄第一晶圆,使第一晶圆形成所述器件半导体层;第二晶圆构成所述底层半导体层。
17.根据权利要求16所述的MEMS传感器件的制备方法,其特征在于,所述器件半导体层包括开口区;
在所述器件半导体层中形成所述检测电路层的步骤包括:在所述开口区周围的器件半导体层中形成所述检测电路层;
所述MEMS传感器件的制备方法还包括:在所述器件半导体层的开口区中形成贯穿所述器件半导体层的开口;所述开口位于所述部分绝缘介质层上;
优选的,形成所述检测电路层的步骤包括:在部分所述器件半导体层中形成传感电阻层;在部分器件半导体层中形成引线层,引线层位于传感电阻层的侧部且与所述传感电阻层接触。
18.根据权利要求16所述的MEMS传感器件的制备方法,其特征在于,在所述衬底层上制备分压电阻掺杂层的步骤为:在所述检测电路层背向所述衬底层的一侧形成分压电阻掺杂层;
优选的,所述MEMS传感器件的制备方法还包括:在所述检测电路层背向所述衬底层的一侧形成接触掺杂部,接触掺杂部位于所述分压电阻掺杂层两侧且与所述分压电阻掺杂层邻接;
优选的,所述MEMS传感器件的制备方法还包括:在形成所述分压电阻掺杂层和所述接触掺杂部之前,在所述器件半导体层背向所述衬底层的表面形成第一绝缘层;在所述接触掺杂部和分压电阻掺杂层侧部的第一绝缘层中形成第一通孔;形成第一通孔之后,形成第一导电连接件,第一导电连接件填充第一通孔且与所述接触掺杂部连接。
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