[发明专利]一种MEMS压力传感元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器领域，更具体地，涉及一种MEMS压力传感元件及其制造方法。

背景技术

目前的MEMS压力传感器，无论是压阻式还是电容式的，都需要把压力敏感薄膜暴露在空气中，否则压力敏感膜无法对外界的气压做出敏感的反应。该压力敏感膜通常作为电学电容极板或电阻应用，由于其必须暴露在空气中而不能设置于在封闭的电学腔体中，外界的电磁干扰会对MEMS压力传感器的输出造成影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够屏蔽外界对压力传感元件的电学部分的电磁干扰的MEMS压力传感元件及其制造方法。

根据本发明的第一方面，提出了一种MEMS压力传感元件，包括：设有凹槽的基底；设置于所述基底上方的压力敏感膜，所述压力敏感膜密封所述凹槽的开口以形成密封腔体；悬置于所述密封腔体内的平行于所述压力敏感膜的压力敏感梁，所述压力敏感梁上设置有压敏电阻；其中，所述压力敏感梁的中心通过第一锚点与压力敏感膜的中心固定连接，所述压力敏感梁的外周与基底凹槽的底壁固定连接，以使所述压力敏感膜在外界压力作用下带动所述压力敏感梁弯曲变形。

优选的，所述压力敏感梁的外周通过一锚定环与基底凹槽的底壁固定连接。

优选的，所述压力敏感梁为十字形，所述压力敏感梁的四条边的远离压力敏感梁的中心的一端分别通过所述锚定环与基底凹槽的底壁固定连接。

优选的，所述压力敏感梁为十字形，所述压力敏感梁的四条边的远离压力敏感梁的中心的一端分别通过锚点与基底凹槽的底壁固定连接。

优选的，所述压敏电阻为4个，对应设置在所述压力敏感梁的四条边上；所述4个压敏电阻构成惠斯通电桥。

优选的，所述密封腔体内还设置有限位凸起部，所述限位凸起部设置于基底凹槽的底壁并且位于所述压力敏感梁的中心的下方。

优选的，所述压力敏感膜为单晶硅材质。

优选的，所述压力敏感膜的厚度为10um-30um。

根据本发明的第二方面，提供了一种上述MEMS压力传感元件的制造方法，包括以下步骤：

S101、提供第一晶片；在所述第一晶片上沉积第一氧化层；对所述第一氧化层进行构图和刻蚀，以形成第一环状连接部和环绕第一环状连接部的第一外环支撑部；

S102、提供第二晶片；在所述第二晶片的正面沉积第二氧化层；对所述第二氧化层进行构图和刻蚀，以形成位于中心的第二连接部和环绕第二连接部的第二外环支撑部；

S103、以所述第二连接部和第二外环支撑部为掩膜对所述第二晶片进行刻蚀，以在所述第二晶片的正面形成环状凹槽；

S104、提供第三晶片；将所述第三晶片与所述第二连接部和第二外环支撑部键合；

S105、对所述第二晶片的背面进行减薄，以提高后续生成的压力敏感梁的灵敏度；

S106、从所述第二晶片的背面进行离子注入，形成压敏电阻；

S107、对所述第二晶片进行构图和刻蚀，形成压力敏感梁和环绕所述压力敏感梁的第三外环支撑部；

S108、将所述压力敏感梁和第一环状连接部键合，以及将所述第三外环支撑部和第一外环支撑部键合；

S109、对所述第三晶片进行减薄，以形成压力敏感膜。

本发明的MEMS压力传感元件，压力作用在压力敏感膜上时，压力敏感膜发生形变会带动压力敏感梁运动，进而引起压力敏感梁的弯曲，继而引起设置在压力敏感梁上的压敏电阻的阻值的变化，这样既完成压力敏感的功能，又屏蔽了外界对压力传感元件的电学部分的电磁干扰。

本发明的发明人发现，在现有技术中，还没有一种能够将外界电磁干扰屏蔽在电学部分外部的MEMS压力传感元件。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明MEMS压力传感元件实施例的结构示意图。

图2是图1中的压力敏感梁的平面示意图。

图3-13是本发明实施例的MEMS压力传感元件的制造过程示意图。

具体实施方式