[实用新型]压力传感器

说明书

本实用新型涉及一种压力传感器，该压力传感器包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底内的悬空的第一真空腔，所述第一真空腔由若干间隔排列的第一槽经第一热处理合并而成；位于所述半导体衬底内的沟槽，所述沟槽穿过部分半导体衬底直至与所述第一真空腔连通，所述沟槽与第一真空腔围成感应本体。上述压力传感器的感压薄膜平整度高、厚度较薄，可以薄至1微米。

技术领域

本实用新型涉及微电子机械系统领域，尤其涉及一种压力传感器。

背景技术

随着微机电系统技术的不断发展，压力传感器的成本在逐渐减小，压力传感器的应用也已经进入医疗、汽车、气象检测、高度测量、消费电子等众多领域。常用的压力传感器有电容式、压电式、压阻式三种，其中压阻式压力传感器的工艺较为简单，适合批量生产，是压力传感器发展的主流方向。

压阻式压力传感器的感压薄膜是最关键的结构，目前常用于制备压阻式感压薄膜的方法有以下几种。一种是采用碱性溶液各向异性腐蚀的硅片背面的方法，该方法通过时间控制得到背腔的同时也得到一定厚度的感压薄膜，但采用该方法不能保证整片晶圆腐蚀的均匀性，因而很难获得平整度较高的感压薄膜。第二种是电化学腐蚀，该方法需要昂贵的恒电位仪，生产成本较高。第三种是：采用C-SOI工艺，先在一片Si晶圆(称晶圆1)的正面刻蚀出压力腔外形的凹槽；然后，在另一片Si晶圆(称晶圆2)上双面沉积氧化硅，将晶圆1的正面与晶圆2任意一面进行Si-SiO₂键合；减薄晶圆2使其达到一定厚度，进而得到悬空薄膜，同时得到封闭的压力腔；若用于制备表压传感器，则通过深反应离子刻蚀的方式刻蚀晶圆1的背部，使得压力腔与外界连通。这种方法得到的薄膜厚度较大，用于制备小量程压力传感器生产成本较高。

因此，如何获得制造成本低、厚度更薄、平整度更高的感压薄膜成为亟待本领域解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是降低压力传感器的感压薄膜的制造成本，提高感压薄膜的平整度，降低感压薄膜的厚度。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种压力传感器，其包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底内的悬空的第一真空腔，所述第一真空腔由若干间隔排列的第一槽经第一热处理合并而成；位于所述半导体衬底内的沟槽，所述沟槽穿过部分半导体衬底直至与所述第一真空腔连通，所述沟槽与第一真空腔围成感应本体。

可选地，所述半导体衬底包括衬底和位于所述衬底上的器件层，所述器件层为外延层。

可选地，所述器件层内具有悬空的第二真空腔，所述第二真空腔位于所述感应本体内，并由若干间隔排列的第二槽经第二热处理合并而成。

可选地，所述第二真空腔位于所述第一真空腔的正上方。

可选地，所述第二热处理为快速热退火。

可选地，所述沟槽为具有缺口的环状；所述沟槽的数量为两个，分别为第一、二沟槽，所述第一沟槽环绕在所述第二沟槽的外侧，且所述第一沟槽的缺口与第二沟槽的缺口呈180度间隔设置。

可选地，所述第一热处理为快速热退火。

本实用新型的压力传感器的第一真空腔，所述第一真空腔由若干间隔排列的第一槽经第一热处理合并而成，使得第一槽之间的部分结一起形成感压薄膜(也成为悬空薄膜)，能够简化感压薄膜的制造工艺。与此同时，所述压力传感器的感压薄膜平整度高、厚度较薄，可以薄至1微米。再者，经热处理工艺形成的第一真空腔的侧壁比较平滑，边角均为圆角，使得感压薄膜基本无应力存在。

附图说明

图1至图15是本实用新型的一实施例中压力传感器在不同制造阶段的截面图；

图16是本实用新型的一实施例中压力传感器的平面图。

具体实施方式