[发明专利]硅岛膜结构的MEMS压力传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种硅岛膜结构的MEMS压力传感器，其特征在于：所述传感器包括第二硅层（4），所述第二硅层（4）的下表面设有硅岛膜结构，所述第二硅层（4）的上表面设有第三绝缘层（5），所述第三绝缘层（5）的上表面设有四个压阻，四个压阻通过金属布线进行互联构成惠斯通电桥，所述第三绝缘层（5）的上表面设有引线孔（9）；

所述硅岛膜结构包括间隔设置的左硅岛膜组件、中间硅岛膜组件和右硅岛膜组件，左硅岛膜组件、中间硅岛膜组件和右硅岛膜组件从上到下为第二绝缘层（3）和第一硅层（2），所述左硅岛膜组件和右硅岛膜组件的结构相同，所述左硅岛膜组件和右硅岛膜组件上的第一硅层（2）的厚度大于中间硅岛膜组件上的第一硅层（2）的厚度。

2.根据权利要求1所述的硅岛膜结构的MEMS压力传感器，其特征在于：所述左硅岛膜组件与中间硅岛膜组件之间以及中间硅岛膜组件与右硅岛膜组件之间形成间隔，所述压阻（7）与上述间隔相对。

3.一种硅岛膜结构的MEMS压力传感器制作方法，其特征在于包括如下步骤：

1）在第一硅层（2）的下表面覆盖或形成第一绝缘层（1），在第一硅层（2）的上表面覆盖或形成第二绝缘层（3），在第二绝缘层（3）的上表面覆盖或形成第二硅层（4），以上多层材料构成SOI材料；

2）在第二硅层（4）的上表面覆盖或形成第三绝缘层（5）；

3）在所述第三绝缘层（5）的上表面覆盖或形成一层多晶硅薄膜，并对所述多晶硅薄膜进行高剂量的浓硼掺杂工艺，形成压阻层（6）；

4）在形成的压阻层表面通过旋涂的方式涂覆一层光刻胶，并进行光刻工艺，对进行光刻工艺后的压阻层进行干法刻蚀工艺，去除光刻胶后形成四个压阻（7）；

5）在压阻（7）上溅射用于连接四个压阻的金属层，在上述步骤处理后的器件的上表面通过化学气相沉积法淀积钝化层（8），用于保护器件；

6）利用光刻工艺和刻蚀工艺对钝化层（8）进行刻蚀，刻蚀的终点为第三绝缘层（5）的上表面，形成压阻（7）的引线孔（9），将压阻（7）的引线电极露出；

7）对第一绝缘层（1）进行选择性刻蚀，刻蚀后的第一绝缘层形成用于刻蚀硅岛膜结构的第一掩膜层（10）；

8）对选择性刻蚀后的第一绝缘层（1）表面进行光刻胶涂覆，利用光刻工艺，形成用于刻蚀所述岛膜结构工艺进行时的第二掩膜层（11）；

9）在形成用于刻蚀硅岛膜结构的两层掩膜层后，进行一次刻蚀工艺，刻蚀的深度为所要形成的硅岛膜结构的硅岛高度，刻蚀到设定深度后去除第二掩膜层（11）；

10）进行另一次刻蚀工艺，刻蚀深度为步骤9）中刻蚀后的第一硅层（2）剩余的厚度，直至刻蚀至第二绝缘层（3）后停止刻蚀，然后去除剩余的第一绝缘层（1）和压阻下的部分第二绝缘层（3），形成用于承压的硅岛膜结构，最终形成压力传感器。

4.根据权利要求3所述的硅岛膜结构的MEMS压力传感器制作方法，其特征在于：所述步骤2）中第三绝缘层（5）通过热氧化或化学气相沉积法淀积在第二硅层（4）的上表面。

5.根据权利要求3所述的硅岛膜结构的MEMS压力传感器制作方法，其特征在于：所述步骤3）中在第三绝缘层（5）的上表面利用化学气相沉积法淀积多晶硅薄膜，并对所述多晶硅薄膜进行高剂量的浓硼掺杂工艺，所采用的工艺方法为离子注入工艺或高温扩散工艺，形成压阻层。

6.根据权利要求3所述的硅岛膜结构的MEMS压力传感器制作方法，其特征在于：所述步骤3）中浓硼掺杂浓度为：8Ω-100Ω/□。

7.根据权利要求3所述的硅岛膜结构的MEMS压力传感器制作方法，其特征在于：四个压阻（7）在所述用于承压的硅岛膜结构的最大应力区，以感知最大形变量。

8.根据权利要求3所述的硅岛膜结构的MEMS压力传感器制作方法，其特征在于：第一硅层（2）的厚度大于第二硅层（4）的厚度。

9.根据权利要求3所述的硅岛膜结构的MEMS压力传感器制作方法，其特征在于：所述第二掩膜层（11）为光刻胶层，绝缘层为氧化物或氮化物。