CN115523961B

CN115523961B - 一种气体与电容式压力传感器及其加工方法

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Publication number: CN115523961B
Application number: CN202211369716.XA
Authority: CN
Inventors: 史晓晶; 柳俊文; 任青颖; 胡引引
Original assignee: Nanjing Yuangan Microelectronic Co ltd
Current assignee: Nanjing Yuangan Microelectronic Co ltd
Priority date: 2022-11-03
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2042-11-03
Also published as: CN115523961A

Abstract

本发明涉及传感器技术领域，公开一种气体与电容式压力传感器及其加工方法，其中加工方法包括：提供带气体腔室和压力腔室的SOI衬底；在第二硅衬底上形成第一预设厚度的绝缘层；在绝缘层上形成加热电极；在加热电极和绝缘层上形成第二预设厚度的绝缘层；减薄正对压力腔室的绝缘层；在绝缘层上形成敏感电极；相邻两个气敏检测单元之间形成隔离槽；去除正对气体腔室的第二硅衬底；在每个敏感电极上均形成气敏层。本发明公开的气体与电容式压力传感器的加工方法，解决了现有技术存在的气体传感器与压力传感器无法集成在一起的问题，适用于电池发生热失控前监测电池释放的气体成分、浓度及当前的气压，对预测电池的热失控具有重大意义。

Description

一种气体与电容式压力传感器及其加工方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种气体与电容式压力传感器及其加工方法。

背景技术

现有的传感器大多只能用于检测一种气体的浓度，若是需要检测多种气体的浓度，需要采用多个传感器进行同时检测，若还需要检测当前环境下的气压，还需要单独使用气压传感器进行检测，占用空间较大，现有技术受加工工艺的限制，无法将气压传感器和气体传感器集成在一起。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种气体与电容式压力传感器及其加工方法，克服了现有技术存在的问题，将气体传感器和压力传感器集成在一起，加工工艺简单，加工而成的气体与电容式压力传感器体积小，易安放。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种气体与电容式压力传感器的加工方法，包括：

提供带气体腔室和压力腔室的SOI衬底，所述SOI衬底包括依次叠设的第一硅衬底、埋氧层及第二硅衬底；

在所述第二硅衬底背离所述埋氧层的一侧形成第一预设厚度的绝缘层；

在所述绝缘层上形成每个气敏检测单元的加热电极，若干个所述加热电极间隔排布；

在所述加热电极和所述绝缘层上形成第二预设厚度的绝缘层；

减薄正对所述压力腔室的所述绝缘层，所述第一硅衬底和所述第二硅衬底分别为第一电极和第二电极；

在绝缘层上形成每个所述气敏检测单元的敏感电极，若干个所述敏感电极间隔排布且与若干个所述加热电极一一对应设置；

在所述绝缘层和所述敏感电极上形成阻挡层，在所述阻挡层上形成第一阻挡开口；

去除正对所述第一阻挡开口的所述绝缘层，相邻两个气敏检测单元之间形成隔离槽；

去除正对所述气体腔室的所述第二硅衬底；

在每个所述敏感电极上均形成气敏层。

作为一种气体与电容式压力传感器的加工方法的优选方案，所述压力腔室的底壁上设有防接触凸起，加工所述SOI衬底上的所述气体腔室、所述压力腔室及所述防接触凸起时，包括：

提供所述第一硅衬底，在所述第一硅衬底的一侧加工出气体槽和压力槽；

在所述压力槽内形成所述防接触凸起；

提供带所述埋氧层和所述第二硅衬底的基底，去除所述基底正对所述气体槽和所述压力槽的所述埋氧层；

将所述基底设有所述埋氧层的一侧固定在所述第一硅衬底上，所述气体槽成为所述气体腔室，所述压力槽成为所述压力腔室。

作为一种气体与电容式压力传感器的加工方法的优选方案，在减薄后的所述绝缘层上形成间隔槽，所述间隔槽将所述第二硅衬底分割为第一子硅衬底和第二子硅衬底，去除至少部分正对所述气体腔室的所述第一子硅衬底，所述第二子硅衬底为所述第二电极。

作为一种气体与电容式压力传感器的加工方法的优选方案，在所述第一电极上形成第一金属PAD，在所述第二电极上形成第二金属PAD，包括：

在减薄后的所述绝缘层上形成第一金属槽，所述第一金属槽贯穿所述第二硅衬底和所述埋氧层，所述第一金属槽的槽底为所述第一硅衬底；

在减薄后的所述绝缘层上形成与所述第一金属槽间隔设置的第二金属槽，所述第二金属槽的槽底为所述第二硅衬底；

在所述第一金属槽内形成与所述第一硅衬底接触的所述第一金属PAD，所述第一金属PAD与所述第二硅衬底间隔设置，在所述第二金属槽内形成与所述第二硅衬底接触的所述第二金属PAD。

作为一种气体与电容式压力传感器的加工方法的优选方案，形成所述第一预设厚度的所述绝缘层时，包括依次形成的第一子绝缘层、第二子绝缘层及第三子绝缘层，所述加热电极形成在所述第三子绝缘层内；形成所述第二预设厚度的所述绝缘层时，包括依次形成的第四子绝缘层和第五子绝缘层。

作为一种气体与电容式压力传感器的加工方法的优选方案，形成所述敏感电极时，在所述绝缘层的边缘形成温度检测电极。

一种气体与电容式压力传感器，采用以上任一方案所述的气体与电容式压力传感器的加工方法加工而成，包括SOI衬底和绝缘层，所述SOI衬底上设有气体腔室和压力腔室，位于所述压力腔室两侧的所述第一硅衬底和所述第二硅衬底分别为第一电极和第二电极，所述SOI衬底包括依次叠设的第一硅衬底、埋氧层及第二硅衬底，所述气体与电容式压力传感器还包括若干个气敏检测单元，所述气敏检测单元用于检测敏感气体且相邻两个所述气敏检测单元之间设有隔离槽，每个所述气敏检测单元均包括对应设置的加热电极、敏感电极及气敏层，所述加热电极位于所述绝缘层内，所述敏感电极设置在所述绝缘层背离所述SOI衬底的一侧，所述气敏层覆盖在所述敏感电极上，所述敏感电极用于检测所述气敏层的电阻率。

作为一种气体与电容式压力传感器的优选方案，所述绝缘层上设有间隔槽，所述间隔槽将所述第二硅衬底分割为第一子硅衬底和第二子硅衬底，所述第二子硅衬底为所述第二电极。

作为一种气体与电容式压力传感器的优选方案，所述压力腔室的底壁上设有防接触凸起。

作为一种气体与电容式压力传感器的优选方案，所述气体与电容式压力传感器还包括用于检测温度的温度检测电极，所述温度检测电极设置在所述绝缘层的边缘。

本发明的有益效果为：本发明公开的气体与电容式压力传感器的加工方法，解决了现有技术存在的气体传感器与压力传感器无法集成在一起的问题，检测时，第一电极相当于固定电极，第二电极能够相对于第一电极移动，使得两者之间的电容发生变化，实现对压力的检测，气敏层在不同的气体浓度下，电阻率发生改变，敏感电极能够检测气敏层的电阻率变化，从而实现对气体浓度的检测，加工而成的气体与电容式压力传感器具有体积小、易安放、能够同时检测若干种气体的浓度及当前环境的气压的优点，适用于电池发生热失控前监测电池释放的气体成分、浓度及当前的气压，对预测电池的热失控具有重大意义。

本发明公开的气体与电容式压力传感器，集压力检测和气体检测于一体，体积小、易安放，若气敏层的敏感材料不同，能够同时实现对多种气体的检测，增加了气体检测的使用范围，适用于电池发生热失控前对气体浓度和压力的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施例提供的气体与电容式压力传感器的加工方法的流程框图；

图2至图33是本发明具体实施例提供的气体与电容式压力传感器的加工方法的过程图；

图34是本发明具体实施例提供的气体与电容式压力传感器的剖面图；

图35是本发明具体实施例提供的气体与电容式压力传感器的加热电极的示意图；

图36是本发明具体实施例提供的气体与电容式压力传感器的敏感电极的示意图。

图中：

1、SOI衬底；11、第一硅衬底；12、第二硅衬底；13、埋氧层；14、基底；101、气体腔室；102、压力腔室；103、防接触凸起；104、气体槽；105、压力槽；

2、第二金属层；201、第一金属槽；202、第二金属槽；21、第一金属PAD；22、第二金属PAD；

3、绝缘层；301、隔离槽；302、间隔槽；31、第一子绝缘层；32、第二子绝缘层；33、第三子绝缘层；330、填充槽；34、第四子绝缘层；35、第五子绝缘层；

4、气敏检测单元；41、加热电极；410、加热层；42、敏感电极；43、气敏层；

5、温度检测电极；50、第一金属层；

6、阻挡层；601、第一阻挡开口；602、第二阻挡开口；

100、第一光刻胶层；1001、第一开口区域；200、第二光刻胶层；2001、第二开口区域；300、第三光刻胶层；3001、第三开口区域；3002、第四开口区域；400、第四光刻胶层；4001、第五开口区域；4002、第六开口区域；500、第五光刻胶层；5001、第七开口区域；600、第六光刻胶层；6001、第八开口区域；6002、第九开口区域。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

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；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。

本实施例提供一种气体与电容式压力传感器的加工方法，如图1所示，包括：

S1、提供带气体腔室101、压力腔室102及防接触凸起103的SOI衬底1，防接触凸起103位于压力腔室102的底壁，SOI衬底1包括依次叠设的第一硅衬底11、埋氧层13及第二硅衬底12。

具体地，加工SOI衬底1上的气体腔室101、压力腔室102及防接触凸起103时，包括：

S11、提供第一硅衬底11，在第一硅衬底11的一侧加工出气体槽104和压力槽105，如图2所示；

S12、在压力槽105内形成防接触凸起103，如图3所示；

S13、提供带埋氧层13和第二硅衬底12的基底14，如图4所示，减薄第二硅衬底12并对第二硅衬底12进行磨平，如图5所示；

S14、去除基底14正对气体槽104和压力槽105的埋氧层13，如图6所示；

S15、将基底14设有埋氧层13的一侧键合在第一硅衬底11上，气体槽104成为气体腔室101，压力槽105成为压力腔室102，如图7所示。

具体地，压力槽105内的防接触凸起103可以为防接触硅凸起或者防接触绝缘凸起，防接触绝缘凸起的材料为绝缘材料。当SOI衬底1受到压力时，第二硅衬底12朝向第一硅衬底11的方向移动，防接触凸起103能够起到防止第二硅衬底12贴合在第一硅衬底11上而无法复位的作用，使得SOI衬底1上的力撤去后第二硅衬底12能够复位。

S2、在第二硅衬底12背离埋氧层13的一侧形成第一预设厚度的绝缘层3。

形成第一预设厚度的绝缘层3时，包括步骤：

S21、在第二硅衬底12背离埋氧层13的上表面采用低压力化学气相沉积法形成第一子绝缘层31，如图8所示，第一子绝缘层31的材料为氧化硅且其厚度约为200nm；

S22、在第一子绝缘层31上采用等离子体增强化学的气相沉积法形成第二子绝缘层32，如图9所示，第二子绝缘层32的材料为氮化硅且其厚度约为680nm；

S23、在第二子绝缘层32上采用等离子体增强化学的气相沉积法形成第三子绝缘层33，如图10所示，第三子绝缘层33的材料为氧化硅且其厚度约为280nm。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，第一子绝缘层31、第二子绝缘层32及第三子绝缘层33的厚度并不限于上述限定，还可以为其他厚度，具体根据实际需要进行设置。

S3、在绝缘层3上形成三个气敏检测单元4的加热电极41，三个加热电极41间隔排布。

具体地，形成三个加热电极41时，具体包括以下步骤：

S31、在第三子绝缘层33上涂覆光刻胶，形成第一光刻胶层100，如图11所示；

S32、图形化第一光刻胶层100，形成第一开口区域1001；

S33、刻蚀正对第一开口区域1001的第三子绝缘层33，在第三子绝缘层33上形成填充槽330，如图12所示；

S34、沉积钛，形成加热层410，沉积在填充槽330内的钛形成加热电极41，如图13所示，最后去除图形化后的第一光刻胶层100和沉积在第一光刻胶层100上的加热层410，如图14所示。

在其他实施例中，步骤S34中形成加热电极41时，加热电极41的材料并不限于本实施例的钛，还可以为钨、单一加热材料或者两种加热材料，具体根据实际需要选定设置。在其他实施例中，还可以省去S33，直接形成在第三子绝缘层33的上表面形成加热电极41，具体根据实际需要进行选定。

S4、在加热电极41和绝缘层3上形成第二预设厚度的绝缘层3。

形成第二预设厚度的绝缘层3时，包括以下步骤：

S41、在第三子绝缘层33和加热电极41上采用等离子体增强化学的气相沉积法形成第四子绝缘层34，如图15所示，第四子绝缘层34的材料为氮化硅且其厚度约为400nm；

S42、在第四子绝缘层34上采用等离子体增强化学的气相沉积法形成第五子绝缘层35，如图16所示，第五子绝缘层35的材料为氧化硅且其厚度约为620nm。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，第四子绝缘层34和第五子绝缘层35的厚度并不限于上述限定，还可以为其他厚度，具体根据实际需要进行设置。

S5、减薄正对压力腔室102的绝缘层3，第一硅衬底11和第二硅衬底12分别为第一电极和第二电极。

具体地，S5包括以下步骤：

S51、在第五子绝缘层35上涂覆光刻胶，形成第二光刻胶层200；

S52、图形化第二光刻胶层200，形成第二开口区域2001，如图17所示；

S53、依次刻蚀正对第二开口区域2001的第五子绝缘层35、第四子绝缘层34、第三子绝缘层33及600nm的第二子绝缘层32，如图18所示，刻蚀后的正对压力腔室102的绝缘层3的厚度为280nm，第一硅衬底11和第二硅衬底12分别为第一电极和第二电极；

S54、去除已经图形化的第二光刻胶层200，如图19所示。

S6、在绝缘层3上形成每个气敏检测单元4的敏感电极42，三个敏感电极42间隔排布且与三个加热电极41一一对应设置。

具体地，S6包括以下步骤：

S61、在第五子绝缘层35和部分第二子绝缘层32的上表面涂覆光刻胶，形成第三光刻胶层300；

S62、图形化第三光刻胶层300，形成第三开口区域3001和第四开口区域3002，如图20所示；

S63、沉积铂，形成金属层，如图21所示，其中在沉积在第三开口区域3001的铂形成敏感电极42，沉积在第四开口区域3002的铂形成温度检测电极5；

S64、最后去除图形化后的第三光刻胶层300和沉积在第三光刻胶层300上的第一金属层50，如图22所示；

S65、在第五子绝缘层35和部分第二子绝缘层32的上表面涂覆光刻胶，形成第四光刻胶层400；

S66、图形化第四光刻胶层400，形成第五开口区域4001和第六开口区域4002；

S67、刻蚀正对第五开口区域4001和第六开口区域4002正对的第二子绝缘层32和第一子绝缘层31，形成两个间隔设置的第二金属槽202，如图23所示，第二金属槽202的槽底为第二硅衬底12；

S68、去除图形化后的第四光刻胶层400；

S69、在第五子绝缘层35和部分第二子绝缘层32的上表面涂覆光刻胶，形成第五光刻胶层500；

S610、图形化第五光刻胶层500，形成正对一个第二金属槽202的第七开口区域5001，如图24所示；

S611、刻蚀第七开口区域5001正对的第二硅衬底12和埋氧层13，形成第一金属槽201，第一金属槽201贯穿第二硅衬底12和埋氧层13，如图25所示，且第一金属槽201的槽底为第一硅衬底11；

S612、去除图形化后的第五光刻胶层500；

S613、在第五子绝缘层35、部分第二子绝缘层32的上表面、第一金属槽201和第二金属槽202内涂覆光刻胶，形成第六光刻胶层600；

S614、图形化第六光刻胶层600，形成第八开口区域6001、第九开口区域6002、第十开口区域、第十一开口区域及第十二开口区域，其中第十开口区域、第十一开口区域及第十二开口区域图中未示出；

S615、刻蚀第十开口区域正对的第五子绝缘层35和第四子绝缘层34，如图26所示，形成接触口，接触口的底壁为加热电极41；

S619、沉积金层或者铬层，如图27所示，形成第二金属层2，第八开口区域6001和第九开口区域6002内分别形成第二金属PAD 22和第一金属PAD 21，接触口内形成与加热电极41电连接的第三金属PAD（图中未示出），在第十一开口区域内形成与敏感电极42电连接的第一金属引线（图中未示出），在第十二开口区域内形成与温度检测电极5电连接的第二金属引线（图中未示出）;

S67、去除第六光刻胶层600和第六光刻胶层600上的第二金属层2，如图28所示。

在其他实施例中，步骤S63中形成敏感电极42和温度检测电极5时，材料并不限于本实施例的铂，还可以为钛、单一金属材料或者两种金属材料，具体根据实际需要选定设置。

S71、在绝缘层3和敏感电极42上形成阻挡层6，在阻挡层6上形成第一阻挡开口601和第二阻挡开口602，如图29所示，第二阻挡开口602正对减薄后的绝缘层3；

S72、刻蚀正对第一阻挡开口601的绝缘层3，相邻两个气敏检测单元4之间形成隔离槽301，刻蚀正对第二阻挡开口602的绝缘层3；

S73、继续刻蚀第一阻挡开口601和第二阻挡开口602对应的第二硅衬底12，如图30所示，在减薄后的绝缘层3上形成间隔槽302，相邻两个气敏检测单元4之间形成隔离槽301；

S74、去除正对气体腔室101的第二硅衬底12，如图31所示；

S75、去除图形化后的阻挡层6，如图32所示。

具体地，本实施例的阻挡层6为光刻胶层，本步骤中采用干法刻蚀绝缘层3，在其他实施例中，还可以采用湿法腐蚀去除绝缘层3。

S72中刻蚀绝缘层3时，虽然第一阻挡开口601和第二阻挡开口602正对的绝缘层3的厚度不同，但是由于刻蚀绝缘层3的速度远高于刻蚀第二硅衬底12的速度，为了简化操作，刻蚀第一阻挡开口601和第二阻挡开口602正对的绝缘层3的时长可设为相同，这样可以在S73中刻蚀第二硅衬底12。

S8、在每个敏感电极42上均形成气敏层43，如图33所示，最后进行退火并冷却，退火后的气敏层43呈孔状，具有较高的线性度和灵敏度。

具体地，本实施例的三个气敏层43包括至少两种气敏材料，气敏层43为二氧化锡层、三氧化钨层或氧化锌层，气敏层43中的贵金属可为具有催化作用的铂、金、钯、铑或铱等，贵金属能够降低二氧化锡、三氧化钨或氧化锌的半导体势垒，促进气压与气体传感器的选择性。需要说明的是，S8中的退火温度和退火时长属于本领域常用的技术手段，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，本实施例不做具体限定。

形成气敏层43时，采用丝网印刷方法、蒸镀方法或者喷墨打印的方法形成，具体加工工艺根据实际需要确定。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，上述加工步骤可以根据实际需要进行调整，本实施例不再阐述。

本实施例提供的气体与电容式压力传感器的加工方法，解决了现有技术存在的气体传感器与压力传感器无法集成在一起的问题，检测时，第一电极相当于固定电极，第二电极能够相对于第一电极移动，使得两者之间的电容发生变化，实现对压力的检测，气敏层43在不同的气体浓度下，电阻率发生改变，敏感电极42能够检测气敏层43的电阻率变化，从而实现对气体浓度的检测，加工而成的气体与电容式压力传感器具有体积小、易安放、能够同时检测若干种气体的浓度及当前环境的气压的优点，适用于电池发生热失控前监测电池释放的气体成分、浓度及当前的气压，对预测电池的热失控具有重大意义。

本实施例还提供一种气体与电容式压力传感器，采用以上技术方案所述的气体与电容式压力传感器的加工方法加工而成，如图34所示，包括SOI衬底1和绝缘层3，SOI衬底1上设有气体腔室101和压力腔室102，位于压力腔室102两侧的第一硅衬底11和第二硅衬底12分别为第一电极和第二电极，SOI衬底1包括依次叠设的第一硅衬底11、埋氧层13及第二硅衬底12，气体与电容式压力传感器还包括三个气敏检测单元4，气敏检测单元4用于检测敏感气体且相邻两个气敏检测单元4之间设有隔离槽301，每个气敏检测单元4均包括对应设置的加热电极41、敏感电极42及气敏层43，加热电极41位于绝缘层3内，敏感电极42设置在绝缘层3背离SOI衬底1的一侧，气敏层43覆盖在敏感电极42上，敏感电极42用于检测气敏层43的电阻率。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，气敏检测单元4的个数并不限于本实施例的三个，还可以为一个、两个或者多于三个，具体根据实际需要选定设置。

本实施例的三个气敏层43包括至少两种气敏材料，气敏层43的气敏材料内掺杂有贵金属，且气敏层43为二氧化锡层、三氧化钨层或氧化锌层，气敏层43中的贵金属可为具有催化作用的铂、金、钯、铑或铱等，贵金属能够降低二氧化锡、三氧化钨或氧化锌的半导体势垒，促进气压与气体传感器的选择性。其中，二氧化锡层、三氧化钨层及氧化锌层均对氢气、一氧化碳和氨气较为敏感，只有氧化锌层对二氧化氮较为敏感，可以检测出二氧化氮的浓度。需要说明的是，本发明中的气敏层43的气敏材料除了二氧化锡、三氧化钨及氧化锌，还可以为其他材料，具体根据实际需要检测的目标气体进行确定，本实施例不做具体限定。

本实施例提供的气体与电容式压力传感器，集压力检测和气体检测于一体，体积小、易安放，若气敏层43的敏感材料不同，能够同时实现对多种气体的检测，增加了气体检测的使用范围，适用于电池发生热失控前对气体浓度和压力的检测。

如图34所示，本实施例的气体与电容式压力传感器的压力腔室102的底壁上设有防接触凸起103，气体与电容式压力传感器还包括第一金属PAD 21和第二金属PAD 22，第一金属PAD 21与第一电极接触以实现两者之间的电连接，且第一金属PAD 21与第二硅衬底12间隔设置，第二金属PAD 22与第二电极接触以实现两者之间的电连接。

如图34所示，本实施例的绝缘层3包括沿远离SOI衬底1的方向依次叠设的第一子绝缘层31、第二子绝缘层32、第三子绝缘层33、第四子绝缘层34及第五子绝缘层35，加热电极41设置在第三子绝缘层33内，敏感电极42形成在第五子绝缘层35背离第四子绝缘层34的一侧。具体地，本实施例的第二子绝缘层32和第四子绝缘层34均为氮化硅层，第一子绝缘层31、第三子绝缘层33和第五子绝缘层35均为氧化硅层。需要说明的是，在其他实施例中，第一子绝缘层31、第二子绝缘层32、第三子绝缘层33、第四子绝缘层34及第五子绝缘层35还可以为其他绝缘材料制成的钝化层，每个子绝缘层3可以为一层，也可以为两层或者多层，具体根据实际需要设置。

其中，气体腔室101正对的绝缘层3为五层结构，压力腔室102正对的绝缘层3包括第一子绝缘层31和第二子绝缘层32，且压力腔室102正对的第二子绝缘层32的厚度小于气体腔室101正对的第二子绝缘层32的厚度，压力腔室102正对的绝缘层3的总厚度控制在300nm以内，以保证最终形成的气压与气体传感器检测气压时具有较高的灵敏度。

如图35所示，本实施例的加热电极41呈蛇形且为钛电极或者钨电极，四个加热电极41沿SOI衬底1的长度方向排布，如图36所示，敏感电极42为钛插指电极或者铂插指电极，四个敏感电极42沿SOI衬底1的长度方向排布，其中，敏感电极42的电极宽度和电极间隙本实施例不做限定。

如图34所示，本实施例的气压与气体传感器还包括两个用于检测温度的温度检测电极5，两个温度检测电极5均设置在绝缘层3的边缘，即两个温度检测电极5位于气压与气体传感器长度方向的两端，每个温度检测电极5均沿气压与气体传感器的宽度方向延伸。本实施例的温度检测电极5与敏感电极42的材料相同，这种设置能够同时加工敏感电极42和温度检测电极5，简化了加工步骤。在本发明的其他实施例中，温度检测电极5和敏感电极42的材料还可以不同，具体根据实际需要进行选定，此时需要分别加工温度检测电极5和敏感电极42。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种气体与电容式压力传感器的加工方法，其特征在于，包括：

去除正对所述气体腔室的所述第二硅衬底；

在每个所述敏感电极上均形成气敏层；

其中，形成所述第一预设厚度的所述绝缘层时，包括依次形成的第一子绝缘层、第二子绝缘层及第三子绝缘层，所述加热电极形成在所述第三子绝缘层内；形成所述第二预设厚度的所述绝缘层时，包括依次形成的第四子绝缘层和第五子绝缘层；

形成所述加热电极时，具体包括以下步骤：

在所述第三子绝缘层上涂覆光刻胶，形成第一光刻胶层；

图形化所述第一光刻胶层，形成第一开口区域；

刻蚀正对所述第一开口区域的所述第三子绝缘层，在所述第三子绝缘层上形成填充槽；

沉积加热材料，形成加热层，沉积在所述填充槽内的加热材料形成所述加热电极，最后去除图形化后的所述第一光刻胶层和沉积在所述第一光刻胶层上的所述加热层。

2.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法，其特征在于，所述压力腔室的底壁上设有防接触凸起，加工所述SOI衬底上的所述气体腔室、所述压力腔室及所述防接触凸起时，包括：

在所述压力槽内形成所述防接触凸起；

3.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法，其特征在于，在减薄后的所述绝缘层上形成间隔槽，所述间隔槽将所述第二硅衬底分割为第一子硅衬底和第二子硅衬底，去除至少部分正对所述气体腔室的所述第一子硅衬底，所述第二子硅衬底为所述第二电极。

4.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法，其特征在于，在所述第一电极上形成第一金属PAD，在所述第二电极上形成第二金属PAD，包括：

5.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法，其特征在于，形成所述敏感电极时，在所述绝缘层的边缘形成温度检测电极。

6.一种气体与电容式压力传感器，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的气体与电容式压力传感器的加工方法加工而成，包括SOI衬底和绝缘层，所述SOI衬底上设有气体腔室和压力腔室，位于所述压力腔室两侧的所述第一硅衬底和所述第二硅衬底分别为第一电极和第二电极，所述SOI衬底包括依次叠设的第一硅衬底、埋氧层及第二硅衬底，所述气体与电容式压力传感器还包括若干个气敏检测单元，所述气敏检测单元用于检测敏感气体且相邻两个所述气敏检测单元之间设有隔离槽，每个所述气敏检测单元均包括对应设置的加热电极、敏感电极及气敏层，所述加热电极位于所述绝缘层内，所述敏感电极设置在所述绝缘层背离所述SOI衬底的一侧，所述气敏层覆盖在所述敏感电极上，所述敏感电极用于检测所述气敏层的电阻率。

7.根据权利要求6所述的气体与电容式压力传感器，其特征在于，所述绝缘层上设有间隔槽，所述间隔槽将所述第二硅衬底分割为第一子硅衬底和第二子硅衬底，所述第二子硅衬底为所述第二电极。

8.根据权利要求6所述的气体与电容式压力传感器，其特征在于，所述压力腔室的底壁上设有防接触凸起。

9.根据权利要求6所述的气体与电容式压力传感器，其特征在于，所述气体与电容式压力传感器还包括用于检测温度的温度检测电极，所述温度检测电极设置在所述绝缘层的边缘。