[发明专利]压力传感器及制造方法

说明书

本发明实施例提供的压力传感器及制造方法包括衬底、所述衬底的表面开设有四个闭环沟槽，所述四个闭环沟槽中的每个闭环沟槽均设置有P型半导体以及阻隔层，所述阻隔层围绕所述P型半导体设置，以通过所述阻隔层阻止所述P型半导体的横向扩散。通过在P型半导体材料的周围设置阻隔层的方式可以有效阻止P型半导体的横向扩散，从而使得本发明实施例提供的压力传感器可以在保持PN结结深较深的同时没有较多的横向扩散，实现PN结结深较深的同时，器件面积也较小。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体而言，涉及一种压力传感器及制造方法。

背景技术

压阻式压力传感器是利用硅晶体的压阻效应制成的传感器，一般压阻式压力传感器是在压力敏感膜片上做四个等值电阻的应变元件，从而构成惠斯通电桥。当惠斯通电桥受到压力作用时，一对桥臂的电阻变大，另一对桥臂电阻变小，惠斯通电桥失去平衡，输出与压力成正比的电压。

由于硅压阻式压力传感器的灵敏系数比金属应变的灵敏系数大50至100倍，故硅压阻式压力传感器的满量程输出可达几十毫伏至二百多毫伏，有时不需放大便可直接测量。硅压阻式压力传感器还有易于微型化、测量范围宽、频率响应好和精度高等特点。然而在使用过程中，硅压阻式压力传感器对温度很敏感，在具体的应用电路中需要采用温度补偿。

组成硅压阻压力传感器的桥臂电阻通常是由反偏PN结来实现，理论和实验证明，PN结结深越深，PN结漏电越小，由此制造的硅压阻式压力传感器越稳定、可靠性越高。然而增加PN结深度，PN结的横向扩散也会增大，较大的扩散结深将使桥臂电阻急剧下降，从而导致压力传感器的电流和功耗增大，为了保持传感器性能，不得不增大芯片面积，以保持一定的桥臂电阻值，因此现有技术中硅压阻式压力传感器器件性能要求与器件结构的矛盾，即较深的PN结结深与较小的器件面积之间的矛盾亟待解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种压力传感器，以改善现有的压力传感器存在较深的PN结结深与较小的器件面积之间的矛盾。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种压力传感器，包括：衬底、所述衬底的表面开设有四个闭环沟槽，所述四个闭环沟槽中的每个闭环沟槽均设置有P型半导体以及阻隔层，所述阻隔层围绕所述P型半导体设置，以通过所述阻隔层阻止所述P型半导体的横向扩散。

通过在P型半导体材料的周围设置阻隔层的方式可以有效阻止P型半导体的横向扩散，从而使得本发明实施例提供的压力传感器可以在保持PN结结深较深的同时没有较多的横向扩散，实现PN结结深较深的同时，器件面积也较小。

在一个可能的设计中，所述四个闭环沟槽包括第一闭环沟槽、第二闭环沟槽、第三闭环沟槽以及第四闭环沟槽，所述P型半导体包括第一P型半导体、第二P型半导体、第三P型半导体以及第四P型半导体，所述阻隔层包括第一阻隔层、第二阻隔层、第三阻隔层以及第四阻隔层；所述第一闭环沟槽的侧壁设置有所述第一阻隔层，所述第一阻隔层包围所述第一P型半导体；所述第二闭环沟槽的侧壁设置有所述第二阻隔层，所述第二阻隔层包围所述第二P型半导体；所述第三闭环沟槽的侧壁设置有所述第三阻隔层，所述第三阻隔层包围所述第三P型半导体；所述第四闭环沟槽的侧壁设置有所述第四阻隔层，所述第四阻隔层包围所述第四P型半导体。

相应的阻隔层具体位于相应闭环沟槽的侧壁位置，即阻隔层仅仅阻止了被阻隔层包围的P型半导体的横向扩散，而不会阻止P型半导体的纵向扩散，P型半导体的纵向扩散能够更好地降低反偏PN结的漏电。

在一个可能的设计中，所述第一闭环沟槽、第二闭环沟槽、第三闭环沟槽以及第四闭环沟槽均为矩形闭环沟槽。

第一闭环沟槽、第二闭环沟槽、第三闭环沟槽以及第四闭环沟槽均可以为矩形闭环沟槽，从而可以在矩形闭环沟槽内形成相应的P型桥臂电阻，也可以为其他形状，例如椭圆形，闭环沟槽的具体形状不应该理解为是对本发明的限制。