本公開的實(shí)施例屬于壓力傳感器，具體涉及一種高可靠性壓力傳感器制備方法及壓力傳感器。

背景技術(shù)：

1、壓力傳感器是一種用于測量壓力的微機(jī)電系統(tǒng)(mems)器件。這類傳感器廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)控制、氣象監(jiān)測、醫(yī)療設(shè)備以及消費(fèi)電子產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域。它們能夠?qū)⑽锢韷毫ψ兓D(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境或系統(tǒng)內(nèi)壓力的精確監(jiān)控。

2、目前，壓力傳感器的傳統(tǒng)制作工藝中，應(yīng)變膜的尺寸和厚度不能夠準(zhǔn)確控制，無法滿足小量程壓力傳感器制備的全部要求。另外，相關(guān)技術(shù)中的壓力傳感器還存在真空度無法長時(shí)間維持的問題，以及非線性誤差大的問題。

3、因此，如何解決上述問題成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的實(shí)施例旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種高可靠性壓力傳感器制備方法及壓力傳感器。

2、本公開的實(shí)施例的第一個(gè)方面，提供一種高可靠性壓力傳感器制備方法，包括：提供襯底；

3、在所述襯底的正面形成氧化層；

4、采用刻蝕工藝在所述氧化層上圖案化刻蝕形成暴露所述襯底正面的空腔，以及質(zhì)量塊；

5、在所述質(zhì)量塊表面形成覆蓋所述質(zhì)量塊和所述空腔的器件層；

6、對(duì)所述器件層的正面進(jìn)行離子注入，以形成對(duì)應(yīng)于所述質(zhì)量塊的壓敏電阻；

7、在所述器件層的正面形成覆蓋所述器件層和所述壓敏電阻的多晶硅層，所述多晶硅層具有對(duì)應(yīng)于所述壓敏電阻的壓敏區(qū)；

8、對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行刻蝕，在所述壓敏區(qū)周側(cè)形成暴露所述器件層表面的接觸孔；

9、在所述接觸孔內(nèi)形成金屬引線；

10、采用電感耦合等離子體刻蝕工藝對(duì)所述襯底的背面進(jìn)行背刻蝕，并停止于所述質(zhì)量塊和所述器件層，形成與所述空腔連通并用于進(jìn)壓的背腔；

11、采用鍵合工藝將具有凹槽的玻璃片鍵合于所述壓敏區(qū)，完成制備。

12、進(jìn)一步的，所述玻璃片鍵合于所述壓敏區(qū)后，所述凹槽與所述多晶硅層在所述壓敏區(qū)圍成真空腔；

13、所述采用鍵合工藝將具有凹槽的玻璃片鍵合于所述壓敏區(qū)之前，還包括：在所述凹槽內(nèi)設(shè)置真空吸氣劑。

14、可選的，所述氧化層的材質(zhì)包括氧化硅，其中，采用熱氧工藝在所述襯底的正面生長形成硅氧化層。

15、可選的，所述在所述質(zhì)量塊表面形成覆蓋所述質(zhì)量塊和所述空腔的器件層之后，還包括：對(duì)所述器件層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光減薄處理。

16、可選的，采用化學(xué)氣相沉積工藝，在所述器件層的正面形成覆蓋所述器件層和所述壓敏電阻的多晶硅層。

17、可選的，采用離子束刻蝕工藝在所述壓敏區(qū)周側(cè)形成暴露所述器件層表面的接觸孔。

18、可選的，采用磁控濺射工藝在所述接觸孔內(nèi)形成金屬引線。

19、可選的，采用離子束刻蝕工藝在所述氧化層上圖案化刻蝕形成暴露所述襯底正面的空腔，以及質(zhì)量塊。

20、可選的，采用陽極鍵合工藝將具有凹槽的玻璃片鍵合于所述壓敏區(qū)。

21、本公開的實(shí)施例的第二個(gè)方面，提供一種高可靠性壓力傳感器，所述傳感器根據(jù)上述所述的方法制備得到。

22、本公開的實(shí)施例的有益效果，包括：

23、本發(fā)明中，采用icp對(duì)襯底背面刻蝕cavity(背腔)工藝，相較于傳統(tǒng)的cavity-soi工藝，可準(zhǔn)確控制壓敏膜(也稱應(yīng)變膜)尺寸及厚度，實(shí)現(xiàn)大背腔低厚度壓敏膜制備，實(shí)現(xiàn)小量程壓力傳感器的制備。

24、采用襯底背面進(jìn)壓的方式，對(duì)于小量程壓力傳感器，正面使用吸氣劑提供器件封離后所需的真空度，并且可以對(duì)真空度進(jìn)行長時(shí)間的維持，保證器件的壽命及穩(wěn)定性和可靠性。背面進(jìn)壓處，在壓敏電阻處留有質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，可優(yōu)化傳感器非線性誤差。

技術(shù)特征：

1.一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，所述玻璃片鍵合于所述壓敏區(qū)后，所述凹槽與所述多晶硅層在所述壓敏區(qū)圍成真空腔；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，所述氧化層的材質(zhì)包括氧化硅，其中，采用熱氧工藝在所述襯底的正面生長形成硅氧化層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，所述在所述質(zhì)量塊表面形成覆蓋所述質(zhì)量塊和所述空腔的器件層之后，還包括：對(duì)所述器件層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光減薄處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，采用化學(xué)氣相沉積工藝，在所述器件層的正面形成覆蓋所述器件層和所述壓敏電阻的多晶硅層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，采用離子束刻蝕工藝在所述壓敏區(qū)周側(cè)形成暴露所述器件層表面的接觸孔。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，采用磁控濺射工藝在所述接觸孔內(nèi)形成金屬引線。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，采用離子束刻蝕工藝在所述氧化層上圖案化刻蝕形成暴露所述襯底正面的空腔，以及質(zhì)量塊。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高可靠性壓力傳感器制備方法，其特征在于，采用陽極鍵合工藝將具有凹槽的玻璃片鍵合于所述壓敏區(qū)。

10.一種高可靠性壓力傳感器，其特征在于，所述傳感器根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本公開的實(shí)施例提供一種高可靠性壓力傳感器制備方法及壓力傳感器，方法包括：襯底；在襯底的正面形成氧化層；采用刻蝕工藝在氧化層上圖案化刻蝕形成暴露襯底正面的空腔，以及質(zhì)量塊；在質(zhì)量塊表面形成覆蓋質(zhì)量塊和空腔的器件層；對(duì)器件層的正面進(jìn)行離子注入，以形成對(duì)應(yīng)于質(zhì)量塊的壓敏電阻；在器件層的正面形成覆蓋器件層和壓敏電阻的多晶硅層，多晶硅層具有對(duì)應(yīng)于壓敏電阻的壓敏區(qū)；對(duì)多晶硅層進(jìn)行刻蝕，在壓敏區(qū)周側(cè)形成暴露器件層表面的接觸孔；在接觸孔內(nèi)形成金屬引線；采用電感耦合等離子體刻蝕工藝對(duì)襯底的背面進(jìn)行背刻蝕，并停止于質(zhì)量塊和器件層，形成與空腔連通并用于進(jìn)壓的背腔；采用鍵合工藝將具有凹槽的玻璃片鍵合于壓敏區(qū)完成制備。

技術(shù)研發(fā)人員：李曉波,陳中,曹欣怡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州紫芯微電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8