[发明专利]具有晶圆级自密封真空腔结构的压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种具有晶圆级自密封真空腔结构的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底沿其厚度方向的第一表面形成预定深度的腔体；

在所述衬底的所述第一表面以及所述腔体中形成牺牲层，并对所述牺牲层进行平坦化处理；

在所述平坦化处理后的牺牲层上形成支撑层，图形化所述支撑层获得第一过孔；

通过所述第一过孔去除掉所述腔体中的牺牲层，形成空腔；

在所述图形化后的支撑层上形成密封绝缘层，以对所述空腔进行真空密封，形成真空密封腔；

在所述密封绝缘层上形成压敏单元，所述压敏单元与所述真空密封腔相对应，以制备得到所述压力传感器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述图形化后的支撑层上形成密封绝缘层，包括：

采用高密度等离子体化学气相淀积技术，在所述图形化后的支撑层上沉积硅酸乙酯，形成所述密封绝缘层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高密度范围为10¹¹~10¹² /cm³（2~10mT）。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封绝缘层的厚度范围为2μm ~10μm。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一过孔去除掉所述腔体中的牺牲层，形成空腔，包括：

通过所述第一过孔向所述腔体内提供氟化氢等离子气体，以刻蚀掉所述腔体中的牺牲层，形成所述空腔，其中，所述第一过孔的直径范围为0.5μm ~0.8μm。

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述密封绝缘层上形成压敏单元，包括：

在所述密封绝缘层上形成多晶硅层；

在所述多晶硅层中形成压敏电阻层；

对所述压敏电阻层进行刻蚀，得到压敏电阻以及环绕所述压敏电阻设置的电阻隔离环；

在所述多晶硅层和所述压敏电阻上形成绝缘钝化层，图形化所述绝缘钝化层形成第二过孔；

在所述图形化后的绝缘钝化层上形成金属引线，所述金属引线通过所述第二过孔与所述压敏电阻电连接。

7.一种具有晶圆级自密封真空腔结构的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括：

衬底，所述衬底沿其厚度方向的第一表面设置有空腔；

牺牲层，所述牺牲层设置在所述第一表面除所述空腔以外的位置处；

支撑层，所述支撑层设置在所述牺牲层和所述空腔上，所述支撑层上设置有第一过孔；

密封绝缘层，所述密封绝缘层设置在所述支撑层上，以密封所述空腔，获得真空密封腔；

压敏单元，所述压敏单元设置在所述密封绝缘层上，所述压敏单元与所述真空密封腔相对应。

8.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述密封绝缘层的材料为硅酸乙酯。

9.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述密封绝缘层的厚度范围为2μm~10μm。

10.根据权利要求7至9任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述压敏单元包括：

多晶硅层，所述多晶硅层设置在所述密封绝缘层上；

压敏电阻，所述压敏电阻设置在所述多晶硅层中；

电阻隔离环，所述电阻隔离环围设在所述压敏电阻四周；

绝缘钝化层，所述绝缘钝化层设置在所述多晶硅层和所述压敏电阻上，并且所述绝缘钝化层上设置有第二过孔；

金属引线，所述金属引线设置在所述绝缘钝化层上，并通过所述第二过孔与所述压敏电阻电连接。