CN116621114A - 一种mems六合一单片集成传感器及其制作方法 - Google Patents

一种mems六合一单片集成传感器及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于MEMS技术的六合一单片集成传感器的制作方法，其包括在硅片上沉积隔离层，利用多晶硅制作牺牲层，沉积低应力氮化硅作为结构层和敏感膜片，在敏感膜片上制作敏感器件，使得XeF2气体透过敏感膜片上的腐蚀释放孔对牺牲层进行腐蚀，停止腐蚀后封堵所有的腐蚀释放孔。本发明的六合一单片集成传感器在单个硅片上集成了压力、加速度、气体、湿度、温度和麦克风传感器的功能，可以应用于复杂的场景如应急救援和公共安全等，从而提高作业效率；并且采用以上牺牲层和腐蚀的材料使得该集成传感器的成品率达到了一个较高的水平，制作成本也会较大幅度地降低，而且可与IC兼容。

Description

一种MEMS六合一单片集成传感器及其制作方法
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种MEMS单片集成多种功能的复合传感器。
背景技术
MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微电子机械系统)是利用集成电路制造技术和微加工技术把微结构、微传感器、微执行器、控制处理电路甚至接口、通信和电源等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统。利用MEMS技术制作的传感器已广泛用于各个领域，比如智能家电、应急救援、公共安全、机器人等。
以救援机器人为例，它需要全方位的感知能力以提高搜救效率，因此必须具备视觉、触觉、嗅觉、听觉等功能，那么它需要安装图像传感器、压力传感器、气体传感器、麦克风传感器等多种传感单元。如果众多种类的传感器均以单个形式存在并且组装到应用机体上时，其总占用面积、总功耗都会比较大，而且总成本也会较高。所以多种功能传感器的集成化成为了传感器发展的重要趋势。
传统的传感器集成主要集中在2种或3种，功能较少，而且大多采用体硅微加工技术进行制作，成品率低，制作成本高，不能与IC兼容。
因此，需要一种新的集成传感器，以集成更多种类的传感器，且提高成品率和降低制作成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MEMS六合一单片集成传感器及其制作方法，以集成压力、加速度、气体、湿度、温度和麦克风6种传感器的功能，提高作业效率和成品率。
为了实现上述目的，本发明提供一种MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，用于加速度传感器、压力传感器、气体传感器、湿度传感器、温度传感器和麦克风传感器的集成，包括：
S1：提供一硅片，在硅片上沉积一层隔离层；
S2：利用多晶硅在所述隔离层上分别制作得到加速度、压力、气体、湿度传感器各自的凸台和与各个凸台邻接的腐蚀引脚，作为牺牲层，从而得到具有牺牲层的硅片；
S3：在具有牺牲层的硅片上沉积一层低应力氮化硅，作为结构层和敏感膜片；
S4：在所述敏感膜片上制作基于敏感膜片形变而变化的敏感器件，所述敏感器件包括加速度、压力和温度传感器所需的敏感电阻；
S5：在对应于麦克风传感器处刻蚀直到硅片显露，形成麦克风传感器的凹槽；
S6：在麦克风传感器的凹槽处自下而上依次制作麦克风传感器的下电极、麦克风传感器的支撑层和麦克风传感器的振动膜片；
S7：在加速度传感器、压力传感器、温度传感器的敏感电阻上分别制作加速度、压力、温度传感器的电极引线，在气体传感器处的敏感膜片上依次制作气体传感器的加热电极、绝缘层和测试电极，在湿度传感器处的敏感膜片上制作湿度传感器的测试电极，并在加速度传感器处的敏感膜片上制作质量块；
S8：对所述腐蚀引脚上方的敏感膜片进行刻蚀，得到贯穿所述敏感膜片的腐蚀释放孔；
S9：将硅片放置在XeF2气体氛围中，使得XeF2气体透过腐蚀释放孔对牺牲层进行腐蚀，在观察到凸台的颜色全部变化时停止腐蚀；
S10：在腐蚀释放孔处沉积氮化硅和二氧化硅交替而形成的多层材料，得到封堵层，来封堵所有的腐蚀释放孔；
S11：对麦克风传感器的支撑层进行腐蚀，形成麦克风传感器的空气间隙；
S12：通过刻蚀加速度传感器处的敏感膜片，来释放得到加速度传感器的悬臂梁；
S13：在气体传感器和湿度传感器的测试电极上分别涂覆气体传感器和湿度传感器的敏感材料，得到MEMS六合一单片集成传感器。
所述步骤S2具体包括：
S21：在所述隔离层上沉积多晶硅，并对其进行光刻和刻蚀，以使其图形化并在对应于加速度、压力、气体、湿度传感器的位置形成加速度、压力、气体、湿度传感器各自的凸台；
S22：在所述隔离层上再次沉积一层多晶硅，并对其进行光刻和刻蚀，以使其图形化并形成与各个凸台邻接的腐蚀引脚。
所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻为多晶硅电阻，所述步骤S4具体包括：
S41：在所述敏感膜片上沉积一层低应力多晶硅，对其进行硼离子注入退火，接着对多晶硅进行光刻和刻蚀，使其图形化分别在对应于加速度、压力和温度传感器的敏感电阻的位置形成所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻；
S42：在所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻处均沉积一层低应力氮化硅，作为敏感电阻的保护层。
所述步骤S6具体包括：
S61：在麦克风传感器的凹槽处的硅片上进行磷离子注入并退火，形成麦克风传感器的下电极；
S62：在麦克风传感器的凹槽处溅射一层铝，作为麦克风传感器的牺牲层和支撑层；
S63：在麦克风传感器的支撑层602上制作麦克风传感器的振动膜片603，该麦克风传感器的振动膜片还作为麦克风传感器的上电极，麦克风传感器的振动膜片通过溅射一层金并图形化以使其具有多个气孔来得到。
所述气孔的数量在64以内，大小在20μm×20μm以内；麦克风传感器的振动膜片603的厚度为
所述步骤S7具体包括：
S71：分别刻蚀加速度传感器、压力传感器、温度传感器的敏感电阻的保护层，以形成敏感电阻的引线孔，并在引线孔处溅射一层金作为敏感电阻的电极引线，在气体传感器处溅射一层金以形成气体传感器的加热电极；
S72：在气体传感器的加热电极上沉积一层二氧化硅，作为气体传感器的绝缘层；
S73：在气体传感器的加热电极上溅射一层金，以作为气体传感器的测试电极，在气体传感器处的敏感膜片上溅射一层金作为湿度传感器的测试电极；
S74：在加速度传感器处的敏感膜片上采用电镀方法沉积得到质量块。
所述敏感电阻的电极引线的深度为引线孔的刻蚀深度为气体传感器的绝缘层的厚度为/>气体传感器的测试电极和湿度传感器的测试电极的厚度为/>所述质量块的材质为铜，质量块的厚度在10μm以内。
在所述步骤S1中，所述硅片为单抛的N+型<100>硅片；所述隔离层为低应力氮化硅，其厚度为在所述步骤S3中，所述敏感膜片的厚度为在所述步骤S4中，敏感电阻的厚度为/>
气体传感器的敏感材料是SnO2或TiO2，湿度传感器的敏感材料是ZnO或PEG，且气体和湿度传感器的敏感材料通过点样方式涂敷在气体和湿度传感器的测试电极上来制作得到。
另一方面，本发明提供一种MEMS六合一单片集成传感器，其基于上文所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法制作得到。
本发明的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法能够制作集成有压力、加速度、气体、湿度、温度和麦克风6种传感器的功能的集成传感器，每种传感器组件均能正常工作且性能达到了一定的水平，因此能够同时检测六个种类的物理量，进而应用于复杂场景的多种物理量的同步探测，比如应急救援，公共安全和环境检测等场景需要同时获取多种物理量，从而提高作业效率；该六合一单片集成传感器采用表面硅微加工技术进行制作，成品率较高，制作成本较低，而且可与IC兼容。因此可应用于复杂的场景，并同时检测六个种类的物理量。
此外，本发明的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法在形成空腔前采用多晶硅填充作为牺牲层，并且采用XeF2气体氛围对牺牲层进行腐蚀，在腐蚀该物质时没有损坏结构其他部分，腐蚀速度也没有过于缓慢，速率更快更容易控制；相比于传统的采用二氧化硅作为牺牲层并采用HF来腐蚀，可以避免破坏器件结构，进而提升成品率。
附图说明
图1是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法的流程图；
图2A-图2R是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法在各个步骤时的硅片及其上部件的截面示意图。
图3是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的传感器尺寸和位置示意图。
图4A是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的照片，其中图中左半部分是本发明的MEMS四合一单片集成传感器的显微镜照片，图中右半部分是其与1元硬币的对比照片。
图4B是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的压力传感器的响应结果图。
图4C是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的加速度传感器的响应结果图。
图4D是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的气体传感器的响应结果图。
图4E是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的湿度传感器的响应结果图。
图4F是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的温度传感器的响应结果图。
图4G是本发明的MEMS六合一单片集成传感器的麦克风传感器的响应结果图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
如图1所示为根据本发明的一个实施例的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法的流程图，所述制作方法能够应用于复杂场景的多种物理量的同步探测，比如应急救援，公共安全和环境检测等场景需要同时获取多种物理量，从而提高作业效率。
本发明的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，用于加速度传感器10、压力传感器20、气体传感器30、湿度传感器40、温度传感器50和麦克风传感器60的集成，其包括以下步骤：
步骤S1：如图2A所示，提供一硅片100，在硅片100上沉积一层隔离层200。
在本实施例中，所述沉积采用LPCVD工艺。所述硅片100为单抛的N+型<100>硅片，所述隔离层200为低应力氮化硅，其厚度为在其他实施例中，所述隔离层的材料可选且厚度在/>的范围内可调。
步骤S2：利用多晶硅在所述隔离层200上分别制作得到加速度、压力、气体、湿度传感器各自的凸台和与各个凸台邻接的腐蚀引脚，作为牺牲层，从而得到具有牺牲层的硅片；
也就是说，凸台包括加速度传感器对应的第一凸台301、压力传感器对应的第二凸台302、气体传感器对应的第三凸台303、和湿度传感器对应的第四凸台304。第一凸台301、第二凸台302、第三凸台303、第四凸台304分别对应与第一腐蚀引脚305、第二腐蚀引脚306、第三腐蚀引脚307和第四腐蚀引脚308邻接。
其中，牺牲层用于作为形成凸台和腐蚀引脚的填充物以便于后续被释放；凸台用于在被释放后成为真空腔体，使得当外界施加载荷于敏感膜片上时敏感膜片可以发生变形；腐蚀引脚用于作为凸台被释放时的“导火线”，用于为腐蚀气体引向，加快腐蚀速度。
所述步骤S2具体包括：
步骤S21：如图2B所示，在所述隔离层上沉积多晶硅，并对其(即沉积的多晶硅)进行光刻和刻蚀，以使其图形化并在对应于加速度、压力、气体、湿度传感器的位置形成加速度、压力、气体、湿度传感器各自的凸台；
在本实施例中，所述沉积采用LPCVD工艺。在本实施例中，凸台为厚度为在其他实施例中，其厚度在/>的范围内可调。
步骤S22：如图2C所示，在所述隔离层上再次沉积一层多晶硅，并对其进行光刻和刻蚀，以使其图形化并形成与各个凸台邻接的腐蚀引脚。
在本实施例中，所述沉积采用LPCVD工艺。腐蚀引脚的厚度为且在其他实施例中，其厚度在/>的范围内可调。
步骤S3：如图2D所示，在具有牺牲层的整个硅片上沉积一层低应力氮化硅，作为结构层和敏感膜片400；
低应力氮化硅在构成器件结构层同时也是敏感膜片。
在本实施例中，所述沉积采用LPCVD工艺。所述敏感膜片400的厚度为且在其他实施例中，其厚度在/>的范围内可调。
步骤S4：如图2E所示，在所述敏感膜片400上制作基于敏感膜片形变而变化的敏感器件，所述敏感器件包括加速度、压力和温度传感器所需的敏感电阻。
在本实施例中，如图2E所示，所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻为多晶硅电阻，所述步骤S4具体包括：
步骤S41：在所述敏感膜片400上沉积一层低应力多晶硅，对其进行硼离子注入退火，接着对多晶硅进行光刻和刻蚀，使其图形化分别在对应于加速度、压力和温度传感器的敏感电阻的位置形成所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻；
由此，敏感电阻作为加速度传感器的压敏电阻501、压力传感器的压敏电阻502，构成惠斯通电桥，将变化量以电学形式输出。敏感电阻作为温度传感器的热敏电阻503，其阻值随温度变化。
所述沉积采用LPCVD工艺。敏感电阻的厚度为在其他实施例中，其厚度可调。光刻后得到的敏感电阻的形状为蛇形电阻条。注入退火的离子注入能量为60KeV，注入剂量为5×1015离子/cm2，退火温度为1000摄氏度，通氮气。
步骤S42：在所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻处均沉积一层低应力氮化硅，作为敏感电阻的保护层。
所述沉积采用LPCVD工艺。在本实施例中，压敏电阻的保护层的厚度为在其他实施例中，其厚度可调。
步骤S5：如图2F所示，在对应于麦克风传感器处刻蚀敏感膜片400和隔离层200直到硅片100显露，形成麦克风传感器的凹槽；
步骤S6：在麦克风传感器的凹槽处自下而上依次制作麦克风传感器的下电极601、麦克风传感器的支撑层602和麦克风传感器的振动膜片603；
所述步骤S6具体包括：
步骤S61：如图2G所示，在麦克风传感器的凹槽处的硅片100上进行磷离子(P+)注入并退火，形成麦克风传感器的下电极601；
步骤S62：如图2H所示，在麦克风传感器的凹槽处溅射一层铝，作为麦克风传感器的牺牲层和支撑层602；
其中，麦克风传感器的支撑层602覆盖所述麦克风传感器的下电极601的一部分。麦克风传感器的支撑层602的厚度为在其他实施例中，其厚度可调。
步骤S63：如图2I所示，在麦克风传感器的支撑层602上制作麦克风传感器的振动膜片603，该麦克风传感器的振动膜片还作为麦克风传感器的上电极。
其中，麦克风传感器的振动膜片603通过溅射一层金并图形化以使其具有多个气孔来得到，在本实施例中，麦克风传感器的振动膜片603的厚度为气孔的数量为36个，每个气孔大小为10μm×10μm。在其他实施例中，气孔的数量在64以内，大小在20μm×20μm以内，麦克风传感器的振动膜片603的厚度可调。
所述步骤S63还可以包括：在麦克风传感器的下电极601上制作麦克风传感器的电极引线604。
其中，麦克风传感器的电极引线604通过溅射一层金得到。
步骤S7：在加速度传感器、压力传感器、温度传感器的敏感电阻上分别制作加速度、压力、温度传感器的电极引线701，在气体传感器处的敏感膜片400上依次制作气体传感器的加热电极702、绝缘层703和测试电极704，在湿度传感器处的敏感膜片400上制作湿度传感器的测试电极705，并在加速度传感器处的敏感膜片400上制作质量块706。
其中，压力传感器、加速度传感器的电极引线701作为加速度传感器的惠斯通电路的引线。由此，惠斯通电桥的制作包括先形成蛇形压敏电阻；再溅射一层的Au作为惠斯通电路的引线同时将压敏电阻连接入惠斯通电路中。
由此，气体传感器的下层的加热电极用于加热气敏材料便于和气体反应；上层的测试电极用于将电阻变化量以电学量输出。
所述步骤S7具体包括：
步骤S71：如图2J所示，分别刻蚀加速度、压力、温度传感器的敏感电阻的保护层，以形成敏感电阻的引线孔，并在引线孔处溅射一层金作为敏感电阻的电极引线701，在气体传感器处溅射一层金以形成气体传感器的加热电极702；
其中，敏感电阻的电极引线的深度为引线孔的刻蚀深度为/>
步骤S72：如图2K所示，在气体传感器的加热电极上沉积一层二氧化硅，作为气体传感器的绝缘层703；
其中，所述沉积采用PECVD沉积工艺，气体传感器的绝缘层703的厚度为在其他实施例中，其厚度可调。
步骤S73：如图2L所示，在气体传感器的加热电极上溅射一层金，以作为气体传感器的测试电极704，在气体传感器处的敏感膜片400上溅射一层金作为湿度传感器的测试电极705；
在本实施例中，气体传感器的测试电极和湿度传感器的测试电极的厚度为在其他实施例中，其厚度可调。
步骤S74：如图2M所示，在加速度传感器处的敏感膜片400上采用电镀方法沉积得到质量块706，以此增加灵敏度。
在本实施例中，质量块706的材质为铜，由陪片验证得到，质量块706的厚度为6μm。在其他实施例中，质量块706的厚度可以在10μm以内。
步骤S8：如图2N所示，对所述腐蚀引脚上方的敏感膜片400进行刻蚀，得到贯穿所述敏感膜片400的腐蚀释放孔401；
由此，得到了加速度、压力、气体和湿度传感器的腐蚀释放孔。
步骤S9：如图2O所示，将硅片放置在XeF2气体氛围中，使得XeF2气体透过腐蚀释放孔对牺牲层进行腐蚀(注：除了腐蚀释放孔外的位置用光刻胶如PECVD SiN盖住)，同时多次观察敏感膜片400下方的凸台的颜色是否发生变化，在观察到凸台的颜色全部变化时停止腐蚀。
至此，空腔结构形成。在停止腐蚀之后，可以将硅片清洗干净并烘干。
敏感膜片400下方的凸台原本是灰褐色的，颜色发生变化后是橙色。颜色完全变化时，说明所有的多晶硅都被完全腐蚀干净。
步骤S10：如图2P所示，在腐蚀释放孔处沉积氮化硅-二氧化硅-氮化硅多层材料，得到封堵层402，来封堵所有的腐蚀释放孔。
多层材料叠加可以提高致密性，从而提高空腔的气密性。此外，多层材料也可以是二氧化硅-氮化硅-二氧化硅，只要是氮化硅和二氧化硅交替而形成的多层材料即可。
得到封堵层，具体包括：采用PECVD沉积氮化硅、二氧化硅、和氮化硅来得到氮化硅-二氧化硅-氮化硅多层材料，并进行光刻和刻蚀，使得所述多层材料图形化，以此来得到封堵层。
所述氮化硅-二氧化硅-氮化硅多层材料的氮化硅、二氧化硅、氮化硅的厚度分别为在其他实施例中，其厚度可调，只要封堵层可以完全封堵释放孔即可，即封堵层的沉积厚度要高于腐蚀释放孔的深度。
步骤S11：如图2Q所示，将硅片放入铝腐蚀溶液中对麦克风传感器的支撑层602进行腐蚀，形成麦克风传感器的空气间隙；
具体来说，由陪片验证得到，在对麦克风传感器的支撑层602进行腐蚀时，需要将硅片放置于铝腐蚀溶液中30-40分钟，随后停止腐蚀，以形成麦克风传感器的空气间隙。
在步骤S11之后，还可以包括，清洗硅片并烘干。
步骤S12：如图2R所示，通过刻蚀加速度传感器处的敏感膜片400，来释放得到加速度传感器的悬臂梁403。
在本实施例中，加速度传感器处的敏感膜片400的刻蚀位置是与质量块706相邻的位置。
步骤S13：在气体传感器的测试电极704和湿度传感器的测试电极705上分别涂覆气体传感器的气敏材料和湿度传感器的湿敏材料，得到MEMS六合一单片集成传感器。得到的MEMS六合一单片集成传感器集成有加速度传感器10、压力传感器20、气体传感器30、湿度传感器40、温度传感器50和麦克风传感器60。
其中，气体传感器的气敏材料是SnO2/TiO2，湿度传感器的湿敏材料是ZnO/PEG。气体和湿度传感器的敏感材料(即气体传感器的气敏材料和湿度传感器的湿敏材料)通过点样方式涂覆在气体和湿度传感器的测试电极上来制作得到。
至此，整个六合一单片集成传感器的工艺完成。由此，基于上文所述的六合一单片集成传感器的制作方法来制作得到的六合一单片集成传感器集合了压力、加速度、气体、湿度、温度和麦克风传感器这6种传感器，6种传感器的位置布局及尺寸如图3所示。该六合一单片集成传感器采用表面硅微加工技术进行制作，在本实施例中，整个六合一单片集成传感器的占用面积仅为2.5mm×2.5mm(具体来说，加速度传感器10的尺寸为900μm×1910μm，压力传感器20的尺寸为550μm×430μm，气体传感器30的尺寸为1100μm×560μm，湿度传感器40的尺寸为570μm×570μm，温度传感器50的尺寸为250μm×410μm，麦克风传感器60的尺寸为1090μm×530μm)，六合一单片集成传感器的成品率较高，制作成本较低，而且可与IC兼容。每种传感器组件均能正常工作且性能达到了一定的水平，因此可应用于复杂的场景，并同时检测六个种类的物理量。
制作完成的六合一传感器的显微镜图如4A(a)所示，其与1元硬币的对比图如4A(b)所示。经实验测得其压力传感器的灵敏度为0.2mv/kPa,如图4B所示；加速度传感器的灵敏度为129.5μV/g,如图4C所示；气体传感器的响应时间为32s,如图4D所示；湿度传感器的湿敏区间为0-95％RH，如图4E所示；温度传感器的灵敏度为8.8Ω/℃，如图4F所示；麦克风声频可探测范围覆盖人的听觉范围(20～2000Hz)，如图4G所示。由此可知每种传感器均能正常工作，且具有不错的性能。
本发明首次采用MEMS表面微机械加工技术将麦克风传感器与其他功能的传感器集成在一个单片上；每种传感器选定合理的类型，通过表面微机械加工工艺的优化和制作步骤顺序的优化成功地将压力传感器、加速度传感器、气体传感器、湿度传感器、温度传感器和麦克风集成在单个硅片上。
压力传感器、加速度传感器采用绝压-压阻式类型的传感器，所以需要构成空腔；当外界载荷加载到压力传感器、加速度传感器的敏感膜片上时，会使得结构层发生形变继而多晶硅电阻发生形变，从而改变多晶硅电阻的阻值，通过惠斯通电桥将变化量输出。气体和湿度需要构成空腔是为了减小功耗。
气体传感器的加热电极是为了使温度达到气敏材料反应所需的温度，测试电极用于输出变化量，加热电极和测试电极之间有二氧化硅作为隔离层；当外界被测量与敏感材料(如气体传感器的气敏材料、湿度传感器的湿敏材料)发生反应时，会使得敏感材料的导电性质发生变化，从而改变敏感材料与测试电极的总电阻阻值，通过测试电极将变化量输出。
温度传感器利用多晶硅的温敏效应，通过其敏感电阻的阻值变化来测得对应的温度值。
麦克风采用电容式，金由于良好的柔韧性作为感受声压的振动膜片及上电极，表面注入离子的硅片作为下电极。当声压作用在金膜片上时会使其发生形变从而改变上下电极的电容值，从而测得对应的声压值。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，用于加速度传感器、压力传感器、气体传感器、湿度传感器、温度传感器和麦克风传感器的集成，其特征在于，包括：
步骤S1：提供一硅片，在硅片上沉积一层隔离层；
步骤S2：利用多晶硅在所述隔离层上分别制作得到加速度、压力、气体、湿度传感器各自的凸台和与各个凸台邻接的腐蚀引脚，作为牺牲层，从而得到具有牺牲层的硅片；
步骤S3：在具有牺牲层的硅片上沉积一层低应力氮化硅，作为结构层和敏感膜片；
步骤S4：在所述敏感膜片上制作基于敏感膜片形变而变化的敏感器件，所述敏感器件包括加速度、压力和温度传感器所需的敏感电阻；
步骤S5：在对应于麦克风传感器处刻蚀直到硅片显露，形成麦克风传感器的凹槽；
步骤S6：在麦克风传感器的凹槽处自下而上依次制作麦克风传感器的下电极、麦克风传感器的支撑层和麦克风传感器的振动膜片；
步骤S7：在加速度传感器、压力传感器、温度传感器的敏感电阻上分别制作加速度、压力、温度传感器的电极引线，在气体传感器处的敏感膜片上依次制作气体传感器的加热电极、绝缘层和测试电极，在湿度传感器处的敏感膜片上制作湿度传感器的测试电极，并在加速度传感器处的敏感膜片上制作质量块；
步骤S8：对所述腐蚀引脚上方的敏感膜片进行刻蚀，得到贯穿所述敏感膜片的腐蚀释放孔；
步骤S9：将硅片放置在XeF2气体氛围中，使得XeF2气体透过腐蚀释放孔对牺牲层进行腐蚀，在观察到凸台的颜色全部变化时停止腐蚀；
步骤S10：在腐蚀释放孔处沉积氮化硅和二氧化硅交替而形成的多层材料，得到封堵层，来封堵所有的腐蚀释放孔；
步骤S11：对麦克风传感器的支撑层进行腐蚀，形成麦克风传感器的空气间隙；
步骤S12：通过刻蚀加速度传感器处的敏感膜片，来释放得到加速度传感器的悬臂梁；
步骤S13：在气体传感器和湿度传感器的测试电极上分别涂覆气体传感器的气敏材料和湿度传感器的湿敏材料，得到MEMS六合一单片集成传感器。
2.根据权利要求1所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
步骤S21：在所述隔离层上沉积多晶硅，并对其进行光刻和刻蚀，以使其图形化并在对应于加速度、压力、气体、湿度传感器的位置形成加速度、压力、气体、湿度传感器各自的凸台；
步骤S22：在所述隔离层上再次沉积一层多晶硅，并对其进行光刻和刻蚀，以使其图形化并形成与各个凸台邻接的腐蚀引脚。
3.根据权利要求1所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，其特征在于，所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻为多晶硅电阻，所述步骤S4具体包括：
步骤S41：在所述敏感膜片上沉积一层低应力多晶硅，对其进行硼离子注入退火，接着对多晶硅进行光刻和刻蚀，使其图形化分别在对应于加速度、压力和温度传感器的敏感电阻的位置形成所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻；
步骤S42：在所述加速度、压力和温度传感器的敏感电阻处均沉积一层低应力氮化硅，作为敏感电阻的保护层。
4.根据权利要求1所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：
步骤S61：在麦克风传感器的凹槽处的硅片上进行磷离子注入并退火，形成麦克风传感器的下电极；
步骤S62：在麦克风传感器的凹槽处溅射一层铝，作为麦克风传感器的牺牲层和支撑层；
步骤S63：在麦克风传感器的支撑层602上制作麦克风传感器的振动膜片603，该麦克风传感器的振动膜片还作为麦克风传感器的上电极，麦克风传感器的振动膜片通过溅射一层金并图形化以使其具有多个气孔来得到。
5.根据权利要求4所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，其特征在于，所述气孔的数量在64以内，大小在20μm×20μm以内；麦克风传感器的振动膜片603的厚度为
6.根据权利要求1所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括：
步骤S71：分别刻蚀加速度传感器、压力传感器、温度传感器的敏感电阻的保护层，以形成敏感电阻的引线孔，并在引线孔处溅射一层金作为敏感电阻的电极引线，在气体传感器处溅射一层金以形成气体传感器的加热电极；
步骤S72：在气体传感器的加热电极上沉积一层二氧化硅，作为气体传感器的绝缘层；
步骤S73：在气体传感器的加热电极上溅射一层金，以作为气体传感器的测试电极，在气体传感器处的敏感膜片上溅射一层金作为湿度传感器的测试电极；
步骤S74：在加速度传感器处的敏感膜片上采用电镀方法沉积得到质量块。
7.根据权利要求6所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，其特征在于，所述敏感电阻的电极引线的厚度为引线孔的刻蚀深度为/>气体传感器的绝缘层的厚度为/>气体传感器的测试电极和湿度传感器的测试电极的厚度为/>所述质量块的材质为铜，质量块的厚度在10μm以内。
8.根据权利要求1所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述硅片为单抛的N+型<100>硅片；所述隔离层为低应力氮化硅，其厚度为在所述步骤S3中，所述敏感膜片的厚度为/>在所述步骤S4中，敏感电阻的厚度为/>
9.根据权利要求1所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法，其特征在于，气体传感器的气敏材料是SnO2或TiO2，湿度传感器的湿敏材料是ZnO或PEG，且气体传感器的气敏材料和湿度传感器的湿敏材料通过点样方式涂敷在气体和湿度传感器的测试电极上来得到。
10.一种MEMS六合一单片集成传感器，其特征在于，其基于权利要求1-9之一所述的MEMS六合一单片集成传感器的制作方法制作得到。
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