CN115265854A - 一种压力传感器及其制备方法 - Google Patents

一种压力传感器及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115265854A
CN115265854A CN202210892300.XA CN202210892300A CN115265854A CN 115265854 A CN115265854 A CN 115265854A CN 202210892300 A CN202210892300 A CN 202210892300A CN 115265854 A CN115265854 A CN 115265854A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
silicon substrate
pressure sensor
cavity structure
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210892300.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115265854B (zh
Inventor
李晓波
李维平
兰之康
李宇翱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Gaohua Technology Co ltd
Original Assignee
Nanjing Gaohua Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Gaohua Technology Co ltd filed Critical Nanjing Gaohua Technology Co ltd
Priority to CN202210892300.XA priority Critical patent/CN115265854B/zh
Publication of CN115265854A publication Critical patent/CN115265854A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115265854B publication Critical patent/CN115265854B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

本发明提供一种压力传感器及其制备方法,压力传感器的制备方法,包括如下步骤:步骤S100,对硅衬底的第一侧表面蚀刻并形成限位平台,所述限位平台的顶面与所述硅衬底的第一侧表面之间具有间隙;步骤S200,在所述硅衬底的第一侧沉积牺牲层,通过所述牺牲层在所述硅衬底的第一侧制作结构层,并在所述结构层上设置压敏电阻;步骤S300,对所述结构层进行蚀刻,以在结构层的底层薄膜上间隔形成多个支撑部,所述底层薄膜和多个所述支撑部共同构成梁膜结构;其中,所述底层薄膜的底面与所述限位平台的顶面之间形成预设预设距离。本发明的一个技术效果在于,设计合理,不仅能够发挥较好的抗过载作用,而且能够大大提高压力传感器的灵敏度。

Description

一种压力传感器及其制备方法
技术领域
本发明属于压力传感器技术领域,具体涉及一种压力传感器及其制备方法。
背景技术
压力传感器(Pressure Transducer)是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。
目前的压力传感器可以通过背腔工艺在敏感薄膜背面制备岛结构以起到抗过载作用,但岛结构的质量较大,存在影响压力传感器的灵敏度和动态性能的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种压力传感器及其制备方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面,提供了一种压力传感器的制备方法,包括如下步骤:
步骤S100,对硅衬底的第一侧表面蚀刻并形成限位平台,所述限位平台的顶面与所述硅衬底的第一侧表面之间具有间隙;
步骤S200,在所述硅衬底的第一侧沉积牺牲层,通过所述牺牲层在所述硅衬底的第一侧制作结构层,并在所述结构层上设置压敏电阻;
步骤S300,对所述结构层进行蚀刻,以在结构层的底层薄膜上间隔形成多个支撑部,所述底层薄膜和多个所述支撑部共同构成梁膜结构;其中,所述底层薄膜的底面与所述限位平台的顶面之间形成预设预设距离。
可选地,步骤S100还包括如下子步骤:
步骤S101,在硅衬底的第一侧表面生长形成氧化硅层;
步骤S102,对氧化硅层远离所述硅衬底的表面进行图形化处理,并对处理后的氧化硅层以及硅衬底进行蚀刻,以在所述硅衬底的第一侧中部形成限位平台;其中,所述限位平台的顶面低于所述硅衬底的第一侧表面。
可选地,步骤S200还包括如下子步骤:
步骤S201,去除所述硅衬底的第一侧表面的氧化硅层,并在所述硅衬底的第一侧沉积牺牲层;其中,所述牺牲层的顶面与所述硅衬底的第一侧表面平齐,且两者共同构成支撑面;
步骤S202,在所述支撑面上沉积第一多晶硅层,在所述第一多晶硅层的远离所述支撑面的表面设置压敏电阻;
步骤S203,所述第一多晶硅层上设置释放孔,通过所述释放孔去除所述牺牲层,以在所述第一多晶硅层和所述硅衬底之间形成空腔结构;
步骤S204,在所述空腔结构的内表面、所述释放孔内表面、所述第一多晶硅层远离所述支撑面的表面覆盖绝缘层;
步骤S205,在所述绝缘层的表面覆盖第二多晶硅层,且所述第二多晶硅层填充所述释放孔,以封闭所述空腔结构;其中,部分所述第二多晶硅层位于所述空腔结构的内侧,部分所述多晶硅层位于所述位于所述空腔结构的外侧;
其中,所述第一多晶硅层、所述绝缘层、所述第二多晶硅层共同构成所述结构层。
可选地,步骤S300还包括如下子步骤:
步骤S301,去除位于所述空腔结构的外侧的所述第二多晶硅层,并在露出的绝缘层上设置与压敏电阻连接的金属互连线;
步骤S302,依次对所述绝缘层、所述第一多晶硅层进行刻蚀,以在位于所述空腔结构的内侧顶部的所述第二多晶硅层的表面形成多个间隔设置的支撑部,所述支撑部和所述第二多晶硅层共同构成梁膜结构;其中,位于所述空腔结构的内侧顶部的第二多晶硅层为所述结构层的底层薄膜。
可选地,对处理后的氧化硅层以及硅衬底进行蚀刻,以在所述硅衬底的第一侧中部形成限位平台,包括:
对处理后的氧化硅层以及硅衬底进行第一次蚀刻,以形成多个具有预设深度的凹槽,且多个凹槽间隔分布,相邻的凹槽之间通过连接平台连接;
对所述凹槽的底面和所述连接平台的顶面进行第二次蚀刻,所述连接平台的高度降低并形成限位平台。
可选地,在所述第一多晶硅层的远离所述支撑面的表面设置压敏电阻,包括:
采用光刻工艺对第一多晶硅层进行图形化,并对所述第一多晶硅层进行离子注入以形成压敏电阻。
可选地,所述绝缘层的材质为氧化硅,所述绝缘层的厚度为100nm~500nm。
可选地,在露出的绝缘层上设置与压敏电阻连接的金属互连线,包括:
在所述绝缘层上刻蚀接触孔,采用溅射的方式在接触孔内淀积金属互连线,所述金属互连线通过粘接层与绝缘层粘接固定。
根据本发明的第二方面,提供了一种压力传感器,采用上述的压力传感器的制备方法制得,包括:
硅衬底和第二多晶硅层,所述硅衬底和所述第二多晶硅之间形成有空腔结构,所述硅衬底上设置有向所述第二多晶硅层延伸的限位平台,所述限位平台位于所述空腔结构的内侧,所述第二多晶硅层的底面与所述限位平台的顶面之间具有预设距离;
多个支撑部,多个支撑部间隔设置于所述第二多晶硅层的远离所述空腔结构的一侧,多个所述支撑部和所述第二多晶硅层构成梁膜结构;
压敏电阻,压敏电阻设置于所述支撑部。
可选地,位于所述第二多晶硅层中部的支撑部上设置有所述压敏电阻,且位于所述第二多晶硅层边部的支撑部上设置有所述压敏电阻。
本发明的一个技术效果在于:
在本发明实施例中,首先,对硅衬底的第一侧表面蚀刻并形成限位平台,限位平台的顶面与硅衬底的第一侧表面之间具有间隙;,其次,通过在硅衬底的第一侧沉积牺牲层,通过牺牲层在硅衬底的第一侧制作结构层,并在结构层上设置压敏电阻;最后,对结构层进行蚀刻,以在结构层的底层薄膜上间隔形成多个支撑部,底层薄膜和多个支撑部共同构成梁膜结构;其中,底层薄膜的底面与限位平台的顶面之间形成预设预设距离。
因此,将限位平台设置在硅衬底上,并将限位平台和结构层的底层薄膜分离,不仅能够使得限位平台发挥较好的抗过载作用,而且不会对压力传感器的性能产生负面影响,较好地保证压力传感器的功能。
另外,底层薄膜和多个支撑部共同构成梁膜结构,较好地保证应力集中效果,从而能够大大提高压力传感器的灵敏度。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种压力传感器及其制备方法的流程示意图;
图2为本发明一实施例的一种压力传感器的硅衬底和氧化硅层的结构示意图;
图3为本发明一实施例的一种压力传感器的凹槽的结构示意图;
图4为本发明一实施例的一种压力传感器的限位平台的结构示意图;
图5为本发明一实施例的一种压力传感器的牺牲层的结构示意图;
图6为本发明一实施例的一种压力传感器的第一多晶硅层的结构示意图;
图7为本发明一实施例的一种压力传感器的释放孔的结构示意图;
图8为本发明一实施例的一种压力传感器的绝缘层的结构示意图;
图9为本发明一实施例的一种压力传感器的第二多晶硅层的结构示意图;
图10为本发明一实施例的一种压力传感器的金属互连线的结构示意图;
图11为本发明一实施例的一种压力传感器的结构示意图。
图中:1、硅衬底;101、第一侧表面;102、凹槽;2、限位平台;3、牺牲层;4、压敏电阻;5、氧化硅层;6、第一多晶硅层;601、释放孔;7、绝缘层;8、第二多晶硅层;9、金属互连线;10、空腔结构;11、支撑部。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
下面将详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述,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申请的限制。
在本申请的描述中,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申请中的具体含义。
如图1至图11所示,根据本发明的第一方面,提供了一种压力传感器的制备方法,包括如下步骤:
步骤S100,对硅衬底1的第一侧表面101蚀刻并形成限位平台2,所述限位平台2的顶面与所述硅衬底1的第一侧表面101之间具有间隙。限位平台2用于实现压力传感器的抗过载性能。
在硅衬底1的第一侧表面101蚀刻形成限位平台2,加工方式简单,便于操作。
步骤S200,在所述硅衬底1的第一侧沉积牺牲层3,通过所述牺牲层3在所述硅衬底1的第一侧制作结构层,并在所述结构层上设置压敏电阻4。
牺牲层3用于较好地支撑制作结构层,牺牲层3在后期要去除。
步骤S300,对所述结构层进行蚀刻,以在结构层的底层薄膜上间隔形成多个支撑部11,所述底层薄膜和多个所述支撑部11共同构成梁膜结构;其中,所述底层薄膜的底面与所述限位平台2的顶面之间形成预设预设距离,这使得限位平台2能够对底层薄膜的变形移动提高较好的限位。
在本申请实施例中,将限位平台2设置在硅衬底1上,并将限位平台2和结构层的底层薄膜分离,不仅能够使得限位平台2发挥较好的抗过载作用,而且不会对压力传感器的性能产生负面影响,较好地保证压力传感器的功能。
另外,底层薄膜和多个支撑部11共同构成梁膜结构,较好地保证应力集中效果,从而能够大大提高压力传感器的灵敏度。
可选地,步骤S100还包括如下子步骤:
步骤S101,在硅衬底1的第一侧表面101生长形成氧化硅层5。
例如,硅衬底1为N型硅衬底1,其厚度为300um~600um。采用热氧化生长的方式在硅衬底1的第一侧表面101生长形成氧化硅层5。其中,氧化硅层5的厚度为200~500nm。
步骤S102,对氧化硅层5远离所述硅衬底1的表面进行图形化处理,并对处理后的氧化硅层5以及硅衬底1进行蚀刻,以在所述硅衬底1的第一侧中部形成限位平台2;其中,所述限位平台2的顶面低于所述硅衬底1的第一侧表面101。
例如,利用半导体光刻工艺对氧化硅层5的表面进行图形化,然后,采用干法刻蚀的方法依次对氧化硅层5、硅衬底1进行刻蚀。其中,硅衬底1的刻蚀深度为20um~50um。
接着,参见图4,再利用喷胶工艺对硅衬底1进行表面结构涂覆保护,光刻后,采用缓冲氧化物刻蚀液(BOE)湿法腐蚀去除中间的氧化硅层5,利用剩余的氧化硅层5作为刻蚀的掩蔽层,整体干法刻蚀5um~20um,以在硅衬底1的中部形成限位平台2。
可选地,步骤S200还包括如下子步骤:
步骤S201,去除所述硅衬底1的第一侧表面101的氧化硅层5,并在所述硅衬底1的第一侧沉积牺牲层3;其中,所述牺牲层3的顶面与所述硅衬底1的第一侧表面101平齐,且两者共同构成支撑面。
例如,采用缓冲氧化物刻蚀液(BOE)湿法腐蚀去除硅衬底1的第一侧表面101剩余的的氧化硅层5,再利用高电浆密度化学气相沉积(HDP CVD)的方法原位掺杂沉积牺牲层3,并化学机械抛光(CMP)平坦化牺牲层3表面。
步骤S202,在所述支撑面上沉积第一多晶硅层6,在所述第一多晶硅层6的远离所述支撑面的表面设置压敏电阻4。
例如,利用低压等离子体化学气相沉积(LPCVD)工艺,在支撑面沉积第一多晶硅层6,第一多晶硅层6的厚度1um~10um。然后,并在第一多晶硅层6的表面光刻图形化并离子注入,形成压敏电阻4,压敏电阻4的形成方式比较简单,同时也有助于实现压敏电阻4与第一多晶硅层6的牢固结合,能够有效地防止压敏电阻4从第一多晶硅层6上脱落。
步骤S203,所述第一多晶硅层6上设置释放孔601,通过所述释放孔601去除所述牺牲层3,以在所述第一多晶硅层6和所述硅衬底1之间形成空腔结构10。
例如,可以利用深硅刻蚀(DRIE)工艺,对第一多晶硅层6进行刻蚀以形成释放孔601,释放孔601的孔径为3um~10um。然后,利用HF气体干法去除牺牲层3,以在第一多晶硅层6和硅衬底1之间形成空腔结构10。
步骤S204,在所述空腔结构10的内表面、所述释放孔601内表面、所述第一多晶硅层6远离所述支撑面的表面覆盖绝缘层7。
例如,利用低温氧化工艺,在空腔结构10的内表面、释放孔601内表面、第一多晶硅层6远离支撑面的表面沉积一层绝缘层7。其中,绝缘层7的材质为氧化硅,厚度为100nm~500nm,从而起到较好的绝缘效果,以保证压力传感器的工作性能。
步骤S205,在所述绝缘层7的表面覆盖第二多晶硅层8,且所述第二多晶硅层8填充所述释放孔601,以封闭所述空腔结构10;其中,部分所述第二多晶硅层8位于所述空腔结构10的内侧,部分所述第二多晶硅层8位于所述位于所述空腔结构10的外侧;其中,所述第一多晶硅层6、所述绝缘层7、所述第二多晶硅层8共同构成所述结构层。
需要说明的是,采用低压等离子体化学气相沉积(LPCVD)工艺使得第二多晶硅层8填满释放孔601,退火释放第二多晶硅层8的残余应力。
在本申请实施例中,采用低压等离子体化学气相沉积(LPCVD)工艺制备第二多晶硅层8的同时密封了释放孔601,因此不再需要额外的真空密封步骤,简化了压力传感器的制作工艺,同时也能较好地保证压力传感器的性能稳定性。
另外,第一多晶硅层6和第二多晶硅层8均采用低压等离子体化学气相沉积(LPCVD)工艺制备,第一多晶硅层6的厚度又取决于牺牲层3中释放孔601的大小,因此可以实现微米级别的薄膜厚度,有利于传感器的小型化和阵列化。
可选地,步骤S300还包括如下子步骤:
步骤S301,去除位于所述空腔结构10的外侧的所述第二多晶硅层8,并在露出的绝缘层7上设置与压敏电阻4连接的金属互连线9。
在一个具体的实施方式中,利用半导体工艺,采用光刻刻蚀的方法去除绝缘层7上表面的第二多晶硅层8(除释放孔601处)并在绝缘层7的上表面刻蚀接触孔,溅射金属并刻蚀形成金属互连线9,金属互连线9的材质可以为Al/Cu/Au。金属互连线9可通过粘接层固定在绝缘层7上,粘附层材料可以为Ti/Cr。
参见图11,步骤S302,依次对所述绝缘层7、所述第一多晶硅层6进行刻蚀,以在位于所述空腔结构10的内侧顶部的所述第二多晶硅层8的表面形成多个间隔设置的支撑部11,所述支撑部11和所述第二多晶硅层8共同构成梁膜结构;其中,位于所述空腔结构10的内侧顶部的第二多晶硅层8为所述结构层的底层薄膜。
需要说明的是,刻蚀至位于空腔结构10的内侧顶部的第二多晶硅的上表面为止。
进一步地,刻蚀剩余的部分形成支撑部11,以便支撑部11与第二多晶硅层8形成梁膜结构,以更好地提高压力传感器的强度。
在上述实施方式中,梁膜结构的形成方式比较简单,同时也有助于加工,保证了压力传感器具有较好的工作性能。
可选地,对处理后的氧化硅层5以及硅衬底1进行蚀刻,以在所述硅衬底1的第一侧中部形成限位平台2,包括:
对处理后的氧化硅层5以及硅衬底1进行第一次蚀刻,以形成多个具有预设深度的凹槽102,且多个凹槽102间隔分布,相邻的凹槽102之间通过连接平台连接;
对所述凹槽102的底面和所述连接平台的顶面进行第二次蚀刻,所述连接平台的高度降低并形成限位平台2。
在上述实施方式中,通过两次刻蚀的方式,能够在硅衬底1上快速形成限位平台2,满足压力传感器抗过载的效果,而且操作方式比较简单。
可选地,在所述第一多晶硅层6的远离所述支撑面的表面设置压敏电阻4,包括:
采用光刻工艺对第一多晶硅层6进行图形化,并对所述第一多晶硅层6进行离子注入以形成压敏电阻4。
在上述实施方式中,压敏电阻4的形成方式比较简单,而且,有利于保证压敏电阻4和第一多晶硅层6的结合强度,较好地实现压力传感器的工作性能。
可选地,所述绝缘层7的材质为氧化硅,所述绝缘层7的厚度为100nm~500nm。
可选地,在露出的绝缘层7上设置与压敏电阻4连接的金属互连线9,包括:
在所述绝缘层7上刻蚀接触孔,采用溅射的方式在接触孔内淀积金属互连线9,所述金属互连线9通过粘接层与绝缘层7粘接固定。
在上述实施方式中,金属互连线9与压敏电阻4的电连接比较稳定,易于实现。同时,金属互连线9通过粘接层与绝缘层7粘接固定,保证了金属互连线9连接的稳定性,有效地防止金属互连线9的脱落,保证压力传感器具有较稳定的工作性能。
如图2-图11所示,根据本发明的第二方面,提供了一种压力传感器,采用上述的压力传感器的制备方法制得,包括:
硅衬底1和第二多晶硅层8,所述硅衬底1和所述第二多晶硅之间形成有空腔结构10,所述硅衬底1上设置有向所述第二多晶硅层8延伸的限位平台2,所述限位平台2位于所述空腔结构10的内侧,所述第二多晶硅层8的底面与所述限位平台2的顶面之间具有预设距离;
多个支撑部11,多个支撑部11间隔设置于所述第二多晶硅层8的远离所述空腔结构10的一侧,多个所述支撑部11和所述第二多晶硅层8构成梁膜结构;
压敏电阻4,压敏电阻4设置于所述支撑部11。
在本申请实施例中,压力传感器通过将限位平台2设置在硅衬底1上,并将限位平台2和结构层的底层薄膜分离,不仅能够使得限位平台2发挥较好的抗过载作用,而且不会对压力传感器的性能产生负面影响,较好地保证压力传感器的功能。
另外,底层薄膜和多个支撑部11共同构成梁膜结构,较好地保证应力集中效果,从而能够大大提高压力传感器的灵敏度。
可选地,位于所述第二多晶硅层8中部的支撑部11上设置有所述压敏电阻4,且位于所述第二多晶硅层8边部的支撑部11上设置有所述压敏电阻4。这使得压敏电阻4的设置方式比较灵活,而且,位于第二多晶硅层8中部以及边部的支撑部11均设置有压敏电阻4,保证了压敏电阻4的测量精度,从而大大地提升压力传感器的测量精度。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压力传感器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S100,对硅衬底的第一侧表面蚀刻并形成限位平台,所述限位平台的顶面与所述硅衬底的第一侧表面之间具有间隙;
步骤S200,在所述硅衬底的第一侧沉积牺牲层,通过所述牺牲层在所述硅衬底的第一侧制作结构层,并在所述结构层上设置压敏电阻;
步骤S300,对所述结构层进行蚀刻,以在结构层的底层薄膜上间隔形成多个支撑部,所述底层薄膜和多个所述支撑部共同构成梁膜结构;其中,所述底层薄膜的底面与所述限位平台的顶面之间形成预设预设距离。
2.根据权利要求1所述的压力传感器的制备方法,其特征在于,步骤S100还包括如下子步骤:
步骤S101,在硅衬底的第一侧表面生长形成氧化硅层;
步骤S102,对氧化硅层远离所述硅衬底的表面进行图形化处理,并对处理后的氧化硅层以及硅衬底进行蚀刻,以在所述硅衬底的第一侧中部形成限位平台;其中,所述限位平台的顶面低于所述硅衬底的第一侧表面。
3.根据权利要求2所述的压力传感器的制备方法,其特征在于,步骤S200还包括如下子步骤:
步骤S201,去除所述硅衬底的第一侧表面的氧化硅层,并在所述硅衬底的第一侧沉积牺牲层;其中,所述牺牲层的顶面与所述硅衬底的第一侧表面平齐,且两者共同构成支撑面;
步骤S202,在所述支撑面上沉积第一多晶硅层,在所述第一多晶硅层的远离所述支撑面的表面设置压敏电阻;
步骤S203,所述第一多晶硅层上设置释放孔,通过所述释放孔去除所述牺牲层,以在所述第一多晶硅层和所述硅衬底之间形成空腔结构;
步骤S204,在所述空腔结构的内表面、所述释放孔内表面、所述第一多晶硅层远离所述支撑面的表面覆盖绝缘层;
步骤S205,在所述绝缘层的表面覆盖第二多晶硅层,且所述第二多晶硅层填充所述释放孔,以封闭所述空腔结构;其中,部分所述第二多晶硅层位于所述空腔结构的内侧,部分所述第二多晶硅层位于所述位于所述空腔结构的外侧;
其中,所述第一多晶硅层、所述绝缘层、所述第二多晶硅层共同构成所述结构层。
4.根据权利要求3所述的压力传感器的制备方法,其特征在于,步骤S300还包括如下子步骤:
步骤S301,去除位于所述空腔结构的外侧的所述第二多晶硅层,并在露出的绝缘层上设置与压敏电阻连接的金属互连线;
步骤S302,依次对所述绝缘层、所述第一多晶硅层进行刻蚀,以在位于所述空腔结构的顶部的所述第二多晶硅层的表面形成多个间隔设置的支撑部,所述支撑部和所述第二多晶硅层共同构成梁膜结构;其中,位于所述空腔结构的顶部的第二多晶硅层为所述结构层的底层薄膜。
5.根据权利要求2所述的压力传感器的制备方法,其特征在于,对处理后的氧化硅层以及硅衬底进行蚀刻,以在所述硅衬底的第一侧中部形成限位平台,包括:
对处理后的氧化硅层以及硅衬底进行第一次蚀刻,以形成多个具有预设深度的凹槽,且多个凹槽间隔分布,相邻的凹槽之间通过连接平台连接;
对所述凹槽的底面和所述连接平台的顶面进行第二次蚀刻,所述连接平台的高度降低并形成限位平台。
6.根据权利要求3所述的压力传感器的制备方法,其特征在于,在所述第一多晶硅层的远离所述支撑面的表面设置压敏电阻,包括:
采用光刻工艺对第一多晶硅层进行图形化,并对所述第一多晶硅层进行离子注入以形成压敏电阻。
7.根据权利要求3所述的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述绝缘层的材质为氧化硅,所述绝缘层的厚度为100nm~500nm。
8.根据权利要求4所述的压力传感器的制备方法,其特征在于,在露出的绝缘层上设置与压敏电阻连接的金属互连线,包括:
在所述绝缘层上刻蚀接触孔,采用溅射的方式在接触孔内淀积金属互连线,所述金属互连线通过粘接层与绝缘层粘接固定。
9.一种压力传感器,其特征在于,采用如权利要求1至8任意一项所述的压力传感器的制备方法制得,包括:
硅衬底和第二多晶硅层,所述硅衬底和所述第二多晶硅之间形成有空腔结构,所述硅衬底上设置有向所述第二多晶硅层延伸的限位平台,所述限位平台位于所述空腔结构的内侧,所述第二多晶硅层的底面与所述限位平台的顶面之间具有预设距离;
多个支撑部,多个支撑部间隔设置于所述第二多晶硅层的远离所述空腔结构的一侧,多个所述支撑部和所述第二多晶硅层构成梁膜结构;
压敏电阻,压敏电阻设置于所述支撑部。
10.根据权利要求9所述的压力传感器,其特征在于,位于所述第二多晶硅层中部的支撑部上设置有所述压敏电阻,且位于所述第二多晶硅层边部的支撑部上设置有所述压敏电阻。
CN202210892300.XA 2022-07-27 2022-07-27 一种压力传感器及其制备方法 Active CN115265854B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210892300.XA CN115265854B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种压力传感器及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210892300.XA CN115265854B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种压力传感器及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115265854A true CN115265854A (zh) 2022-11-01
CN115265854B CN115265854B (zh) 2024-07-23

Family

ID=83771156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210892300.XA Active CN115265854B (zh) 2022-07-27 2022-07-27 一种压力传感器及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115265854B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003100A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Canon Inc ピエゾ抵抗型圧力センサ
CN101249935A (zh) * 2007-03-31 2008-08-27 浙江大立科技股份有限公司 一种热绝缘微桥结构及其加工方法
CN101713688A (zh) * 2009-12-11 2010-05-26 中国电子科技集团公司第十三研究所 一种mems非制冷双波段红外探测器及其制备方法
CN102798498A (zh) * 2012-08-23 2012-11-28 沈阳工业大学 一种多量程集成压力传感器芯片
CN103278270A (zh) * 2013-06-05 2013-09-04 厦门大学 岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片及制造方法
CN103335753A (zh) * 2013-06-05 2013-10-02 厦门大学 硅-玻璃基梁膜结构的超微压力传感器芯片及制造方法
CN106185784A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 中国科学院微电子研究所 基于湿法预释放结构的mems红外光源及其制备方法
CN107438213A (zh) * 2017-06-06 2017-12-05 纽威仕微电子(无锡)有限公司 一种水听器及其制造工艺
CN112607701A (zh) * 2020-11-26 2021-04-06 西人马联合测控(泉州)科技有限公司 Mems压力芯片及其制备方法
US20210199527A1 (en) * 2019-12-29 2021-07-01 Silicon Microstructures, Inc. Low-pressure sensor with stiffening ribs
CN113933538A (zh) * 2021-09-18 2022-01-14 重庆邮电大学 一种压阻式高g值加速度计
CN113979402A (zh) * 2021-09-30 2022-01-28 山东大学 一种mems红外光源及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003100A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Canon Inc ピエゾ抵抗型圧力センサ
CN101249935A (zh) * 2007-03-31 2008-08-27 浙江大立科技股份有限公司 一种热绝缘微桥结构及其加工方法
CN101713688A (zh) * 2009-12-11 2010-05-26 中国电子科技集团公司第十三研究所 一种mems非制冷双波段红外探测器及其制备方法
CN102798498A (zh) * 2012-08-23 2012-11-28 沈阳工业大学 一种多量程集成压力传感器芯片
CN103278270A (zh) * 2013-06-05 2013-09-04 厦门大学 岛膜自封装结构的硅-玻璃微压力传感器芯片及制造方法
CN103335753A (zh) * 2013-06-05 2013-10-02 厦门大学 硅-玻璃基梁膜结构的超微压力传感器芯片及制造方法
CN106185784A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 中国科学院微电子研究所 基于湿法预释放结构的mems红外光源及其制备方法
CN107438213A (zh) * 2017-06-06 2017-12-05 纽威仕微电子(无锡)有限公司 一种水听器及其制造工艺
US20210199527A1 (en) * 2019-12-29 2021-07-01 Silicon Microstructures, Inc. Low-pressure sensor with stiffening ribs
CN112607701A (zh) * 2020-11-26 2021-04-06 西人马联合测控(泉州)科技有限公司 Mems压力芯片及其制备方法
CN113933538A (zh) * 2021-09-18 2022-01-14 重庆邮电大学 一种压阻式高g值加速度计
CN113979402A (zh) * 2021-09-30 2022-01-28 山东大学 一种mems红外光源及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李科杰: "传感技术", 30 November 1989, 北京理工大学出版社, pages: 295 - 297 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115265854B (zh) 2024-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8344466B2 (en) Process for manufacturing MEMS devices having buried cavities and MEMS device obtained thereby
US6109113A (en) Silicon micromachined capacitive pressure sensor and method of manufacture
US8071398B1 (en) Method and structure of monolithically integrated IC-MEMS oscillator using IC foundry-compatible processes
CN107265395B (zh) 用于制造mems压力传感器的方法和相应的mems压力传感器
US5929497A (en) Batch processed multi-lead vacuum packaging for integrated sensors and circuits
EP2011132B1 (en) Capacitive micro- electro- mechanical sensors with single crystal silicon electrodes
US7963147B2 (en) Micro gas sensor and method for manufacturing the same
JP5222399B2 (ja) 基板背面からアクセスされる、マイクロメカニカル技術によるメンブラン構造体の製造方法
US20170297895A1 (en) System and Method for a Comb-drive MEMS Device
US20100031752A1 (en) Pressure sensor with resistance strain gages
JPH09501231A (ja) 静電力平衡型シリコン加速度計
JP2004505269A (ja) マイクロマシン化された絶対圧センサ
US7478562B2 (en) High temperature LC pressure transducer and methods for making the same
JP2004513356A (ja) 表面微細加工した絶対圧力センサとその製造方法
CN103715350A (zh) 基于soi衬底的压电薄膜悬臂梁传感器结构和制造方法
US6352874B1 (en) Method of manufacturing a sensor
JPH09318474A (ja) センサの製造方法
CN115265854A (zh) 一种压力传感器及其制备方法
CN111762752B (zh) Mems器件及其制造方法
CN112565948A (zh) 微机电系统麦克风及其制造方法
WO2015153938A1 (en) Membrane-based sensor and method for robust manufacture of a membrane-based sensor
EP4144687B1 (en) Method for manufacturing an integrated system including a capacitive pressure sensor and an inertial sensor, and integrated system
JP2000124465A (ja) 半導体力学量センサの製造方法
CN114014259B (zh) 一种半导体结构的制造方法
CN111559734B (zh) 一种多频cmut器件的制造方法及多频cmut器件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant