[发明专利]电容式压力传感器和其制作方法

说明书

技术领域

本发明总地涉及传感器领域，且更具体地涉及电容式压力传感器和制作该电容式压力传感器的方法。

背景技术

目前，存在一种电容式压力传感器，其通过将两片SOI晶片键合而形成电容空腔，而上下电极均由硅形成。但是，通过该方法来制作电容式压力传感器存在着较多的弊端。首先，该技术中采用的深坑刻蚀工艺非常复杂，而且电容的特性容易受刻蚀腔的影响而产生漂移。其次，由于SOI晶片的成本较高，因此会增加这种电容式压力传感器的制作成本。并且还需要采用硅通孔(ThroughSiliconVia，TSV)技术来隔离，而该技术成本很高。

因此，需要提供一种电容式压力传感器和制作该电容式压力传感器的方法，以解决上面提到的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电容式压力传感器，包括：绝缘衬底；下电极，其形成在所述绝缘衬底上；半导体衬底，在所述半导体衬底的第一表面上形成有凹槽，所述半导体衬底的所述第一表面与所述下电极相对且键合至所述绝缘衬底，且所述下电极容纳在所述凹槽内并与所述半导体衬底之间存在间隙；上电极，其为形成在所述凹槽对应的半导体衬底中的掺杂区；以及上电极引线和下电极引线，其分别连接至所述上电极和所述下电极。

优选地，所述掺杂区内掺杂有硼和/或磷。

优选地，所述绝缘衬底为玻璃衬底，和/或所述下电极为金属电极，和/或所述半导体衬底为硅衬底。

优选地，所述凹槽的底面到所述半导体衬底的与所述第一表面相对的第二表面的厚度为10-100微米。

优选地，所述下电极覆盖在所述绝缘衬底的表面上或嵌入在所述绝缘衬底内。

本发明提供的该电容式压力传感器通过将上电极和下电极分别形成在半导体衬底和绝缘衬底上，可以避免使用成本昂贵的TSV技术来隔离。并且采用本发明的技术可以避免工艺较为复杂的深坑刻蚀，进而可以避免因刻蚀而影响电容的特性。此外由于减少了SOI衬底的使用，因此可以减低该电容式压力传感器100的制作成本。

本发明还提供了一种制作上述电容式压力传感器的方法，所述方法包括：提供绝缘衬底；在所述绝缘衬底上形成下电极和下电极引线；提供半导体基底；在所述半导体基底的第一基底表面上形成凹槽；执行掺杂工艺以在所述凹槽下方的所述半导体基底中形成掺杂区，所述掺杂区未到达所述半导体基底的与所述第一基底表面相对的第二基底表面；将所述半导体基底与所述绝缘衬底键合，其中所述下电极容纳在所述凹槽内并与所述半导体基底之间存在间隙；从所述第二基底表面对所述半导体基底进行减薄，至所述掺杂区；以及形成连接至所述上电极的上电极引线。

优选地，形成所述下电极和所述下电极引线的方法包括：在所述绝缘衬底上形成电极材料层；对所述电极材料层进行图案化，以形成所述下电极和所述下电极引线。

优选地，形成所述下电极和所述下电极引线的方法包括：对所述绝缘衬底的表面进行图案化，以形成对应于所述下电极和所述下电极引线的凹槽图案；在所述凹槽图案和所述绝缘衬底的表面上形成电极材料层；去除所述凹槽图案以外的电极材料层，以形成所述下电极和所述下电极引线。

优选地，所述绝缘衬底为玻璃衬底，和/或所述下电极为金属电极，和/或所述半导体衬底为硅衬底。

优选地，所述掺杂区内掺杂有硼和/或磷。

优选地，所述减薄使用的刻蚀剂为氢氧化钾溶液。

以下结合附图，详细描述本发明的优点和特征。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施例更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施例，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。

图1为根据本发明的一个实施例的电容式压力传感器的示意图；

图2a为根据本发明的一个实施例的下电极覆盖在绝缘衬底的表面上的示意图；

图2b为根据本发明的另一个实施例的下电极嵌入在绝缘衬底内的示意图；

图3a和3b为根据本发明的一个实施例的制作上电极的过程中所获得的器件的示意图；以及

图4a和4b为根据本发明的一个实施例将半导体基底与绝缘衬底键合并形成最终器件的过程中所获得的器件的示意图。

具体实施方式