[发明专利]一种高灵敏度低非线性压力传感器及制备方法

权利要求书

1.一种高灵敏度低非线性压力传感器，其特征在于：包括由下至上依次排列的衬底硅层(1)、二氧化硅绝缘层(2)、器件层(3)和氮化硅钝化层(4)，所述器件层(3)上设有四组压敏电阻(5)，并分别设置在应力杯(6)四边的中点正上方位置，所述器件层(3)上设有导带(10)，四组所述压敏电阻(5)通过所述导带(10)与电极(11)连接形成惠斯通电桥，四组所述压敏电阻(5)及所述导带(10)周围沉积有二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度低非线性压力传感器，其特征在于：所述敏感膜(9)上有若干个凸台(8)组成的一个倒金字塔结构的台体(7)。

3.一种高灵敏度低非线性压力传感器的制备方法，根据权利要求1-2任意一项所述的一种高灵敏度低非线性压力传感器，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：准备SOI片，SOI片由衬底硅层、二氧化硅绝缘层和器件层构成；

步骤2：对SOI片器件层进行离子注入，通过刻蚀形成压敏电阻条；

步骤3：对SOI片进行清洗，并对其进行高温退火，退火温度在700-800℃；

步骤4：通过蒸镀或溅射工艺形成连接导带；

步骤5：通过LPCVD工艺在压敏电阻条及连接导带周围形成一个二氧化硅绝缘层；

步骤6：刻蚀掉沉积在压敏电阻条及连接导带上的二氧化硅绝缘层；

步骤7：为提高压力传感器的抗腐蚀能力，在压敏电阻条上方形成100nm-1000nm厚的氮化硅钝化层；

步骤8：在器件层的相反面，利用5-12个正方形掩膜板，刻蚀出5-12个正方形凸台，最终形成一个倒金字塔型的台体结构；

步骤9：去除表面中心的掩膜板，对该表面继续进行刻蚀，最终形成应力杯、中心部位带有一倒金字塔台体结构的压力传感器敏感膜；

步骤10：通过光刻在钝化层形成电极连接孔；

步骤11：通过磁控溅射在电极连接孔内部形成金属层，最终形成电极。

4.根据权利要求3所述的一种高灵敏度低非线性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述第一层正方形掩膜板宽：600-800um，从第二层开始递减，减幅50-100um。

5.根据权利要求3所述的一种高灵敏度低非线性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述衬底硅层厚200-300um，所述二氧化硅绝缘层厚3-5um，器件层厚0.5-2um。

6.根据权利要求3所述的一种高灵敏度低非线性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述压敏电阻条长*宽*高：100um*10um*0.5-2um，所述二氧化硅绝缘层厚0.5-2um。

7.根据权利要求3所述的一种高灵敏度低非线性压力传感器的制备方法，其特征在于：所述倒金字塔型的凸台结构的高为3-5um。