[发明专利]压力传感器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制备方法，尤其涉及一种压力传感器及其制作方法。

背景技术

压力传感器通常可分为机械量压力传感器和微电子机械系统（Micro Electro Mechanical System，简称：MEMS）压力传感器。MEMS压力传感器是一种可以用类似集成电路（IC）设计和制造工艺进行高精度、低成本量产的器件。传统的机械量压力传感器是基于金属弹性体受力变形，由机械量弹性变形到电量转换输出。其不能像MEMS压力传感器做得那么小。因此，MEMS压力传感器得到了广泛的应用。

MEMS压力传感器包括两大类，分别是硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机电传感器。

硅压阻式压力传感器工作原理是在一个方形或者圆形的硅应变薄膜上通过扩散或者离子注入的方式在应力集中区制作四个压力敏感电阻，四个电阻互联构成惠斯顿电桥。当有外界压力施加在硅应变膜上，压敏电阻区域由于应变膜弯曲产生应力，通过压敏电阻的压阻特性，将应力转换为电阻值的变化，最后通过惠斯顿电桥将电阻值的变化转换为输出电压，通过对输出电压与压力值进行标定可以实现对压力的测量。

中国专利（CN101929898A）公开了一种压力传感器件，包括：一个硅基片，所述硅基片由狭缝分割为内板和外板；至少3个应力集中器，所述内板和外板之间经应力集中器连接；至少一个压电结桥内建于所述应力集中器，构成压力传感器件的电传感部件。

中国专利（CN102032970B）公开了一种MEMS压力传感器，包括：具有压力传感器谐振器元件的谐振MEMS器件，所述压力传感器谐振器元件包括开口阵列。谐振MEMS器件的谐振频率是空腔中的压力的函数，谐振频率随压力而增大。在0到0.1kPa的压力范围上，频率的平均相对变化是至少10^-6/Pa。

现有技术中的扩散硅压阻式压力传感器采用P-N结隔离应变电桥与应变膜，P-N结漏电流随着温度升高而急剧增大导致基于P-N结隔离的压力传感器难于在高于80℃高温情况下工作，上述两个专利也并没有解决该问题。

发明内容

本发明提供一种压力传感器及其制作方法，克服了现有技术中扩散硅压阻式压力传感器采用P-N结隔离应变电桥与应变膜，P-N结漏电流随着温度升高而急剧增大导致基于P-N结隔离的压力传感器难于在高于80℃高温情况下工作的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种压力传感器的制作方法，其中，采用如下步骤：

S1，提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括由下至上的第一体硅层、第一绝缘层、第二体硅层、第二绝缘层和第三体硅层；

S2，对所述第三体硅层进行掺杂形成电阻层，于所述电阻层上形成一第三绝缘层，刻蚀第三绝缘层和电阻层的中心部分形成压阻；

S3，刻蚀所述第三绝缘层的两端分别形成接触孔，于所述接触孔内形成金属电极；

S4，提供一正面玻璃，所述正面玻璃包括通孔和空腔，将所述正面玻璃键合在形成金属电极后的第三绝缘层上，所述通孔对准所述金属电极，所述空腔与形成压阻的第三绝缘层和电阻层的中心部分的空间对准形成一密封腔体；

S5，去除所述第一体硅层，刻蚀位于所述压阻下方位置的第一绝缘层和第二体硅层形成质量块和承压膜，去除所述第一绝缘层，形成芯片结构；

S6，提供一基座，所述基准包括底座、底座玻璃板和金属丝，于所述通孔中填充导体后将所述芯片结构倒插入所述基座，所述基座内的金属丝对准插入所述通孔内的导体中，高温烧结固化；

S7，提供一背面玻璃，所述背面玻璃包括背面通孔，将所述背面玻璃键合在所述芯片结构的第二体硅层上，所述背面通孔对准所述质量块和承压膜。

上述的压力传感器的制作方法，其中，在所述步骤S2中，刻蚀第三绝缘层和电阻层的中心部分形成压阻，具体为：刻蚀所述第三绝缘层的中心部分至所述电阻层，旋涂光刻胶，曝光、显影后，刻蚀所述光刻胶和所述电阻层的中心部分形成压阻，去除光刻胶。

上述的压力传感器的制作方法，其中，在所述步骤S2中，刻蚀第三绝缘层和电阻层的中心部分形成压阻，具体为：于所述第三绝缘层上旋涂光刻胶，曝光、显影后，刻蚀所述光刻胶、所述第三绝缘层和所述电阻层的中心部分形成压阻，去除光刻胶。

上述的压力传感器的制作方法，其中，刻蚀第三绝缘层和电阻层的中心部分形成数量大于等于2的偶数个压阻。