[发明专利]一种集成多档位的压力传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种集成多档位的压力传感器及其制造方法。

背景技术

压力传感器根据不同的应用需求，往往采用不同的性能和类型。

例如，同样用于胎压监测的压力传感器，用于家用轿车和卡车的量程和精度需求完全不同，前者量程约为1-4大气压，而后者甚至高达10大气压；同样，用于测量海拔高度的压力传感器，其量程约为0.1-2大气压，然而精度要求则高出很多。

因此，在现有技术中，针对不同的应用需求，需开发不同类型和性能的压力传感器；在应用选型时，往往需要在量程和测量精度之间做取舍，无法兼得。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，在现有技术中，一款压力传感器具有特定的量程和精度，其往往只能用于某些特定的场合，使用的范围较小。

本申请提供一种集成多档位的压力传感器及其制造方法，在该集成多档位的压力传感器中，具有横跨各类应用的量程、精度的压力传感器能够被集成到单一的芯片上，在实际应用中，可以根据不同的需求对所使用的压力传感器进行切换和选择，因此，可以大幅降低产品开发和维护费用，使压力传感器具有更广阔的应用市场。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种集成多档位的压力传感器的制造方法，该制造方法包括：

在基片中形成至少两组开孔，所述开孔具有第一深度；

在所述开孔的侧壁和底部沉积保护层；

刻蚀所述开孔的底部的保护层；

对所述开孔的底部的基片材料进行再次刻蚀，以从所述开孔的底部起形成附加开孔，所述附加开孔具有第二深度；

对于每组开孔，腐蚀掉该组开孔的各所述附加开孔之间的基片材料，形成空腔，以在所述空腔上方形成基片材料膜，所述基片材料膜的厚度与所述第一深度相同；

其中，在同一组开孔中，各所述开孔的第一深度相同，在至少两组开孔中，不同组开孔的第一深度彼此不同。

根据本实施例的另一方面，其中，在同一组开孔中，各所述开孔的横向尺寸相同，在至少两组开孔中，不同组开孔的横向尺寸彼此不同。

根据本实施例的另一方面，其中，在形成至少两组所述开孔的步骤中，对各开孔刻蚀同时进行，并且刻蚀时间一样长。

根据本实施例的另一方面，其中，所述基片是(111)取向的硅基底，在所述基片的表面除所述开孔之外的位置都覆盖有掩膜层，在形成所述空腔的步骤中，对所述附加开孔的侧壁进行湿法腐蚀，并且，所述掩膜层和所述保护层作为所述湿法腐蚀的掩膜。

根据本实施例的另一方面，其中，湿法腐蚀的溶液为氢氧化钾(KOH)，或者四甲基氢氧化铵(TMAH)。

根据本实施例的另一方面，其中，该制造方法还包括：在形成所述空腔之后，填充所述开孔以对所述开孔进行密封，并形成与所述压力感测元件电连接的外围电路引线。

根据本实施例的另一方面，其中，该制造方法还包括：

在所述基片中形成至少两个压力感测元件，用于测量所述空腔上方的所述基片材料膜的形变量，并输出与所述形变量对应的压力值。

根据本实施例的再一方面，提供一种集成多档位的压力传感器，该压力传感器包括：

至少两个压力感测元件，其形成在基片中；

至少两个基片材料膜，其形成在所述基片中，并且，所述基片材料膜与所述压力感测元件的位置对应；以及

至少两个空腔，其形成在所述基片中，位于所述基片材料膜的下方；

其中，在至少两个基片材料膜中，所述基片材料膜的厚度彼此不同。

根据本实施例的另一方面，其中，在至少两个空腔中，所述空腔的深度彼此不同。

根据本实施例的另一方面，其中，该压力传感器还包括：外围电路引线，其与所述压力感测元件电连接。

本申请的有益效果在于：具有横跨各类应用的量程、精度的压力传感器能够被集成到单一的芯片上，在实际应用中，可以根据不同的需求对所使用的压力传感器进行切换和选择，因此，可以大幅降低产品开发和维护费用，使压力传感器具有更广阔的应用市场。