[发明专利]一种微压传感器的制作工艺方法

说明书

本发明公开了一种微压传感器及其制作工艺方法，所述微压传感器包括SOI衬底，在所述SOI衬底上设置有弹性元件和敏感元件，以实现对外加微压的测量；其中，弹性元件包括弹性硅膜和四个梯形梁结构，敏感元件为梯形梁结构上四个压敏电阻构成的惠斯通电桥结构。本发明通过微电子机械加工技术在SOI晶圆上制作弹性硅膜、四个梯形梁结构和四个压敏电阻，具有集成化和小型化的特点，构成的微压传感器能够实现对外加压力的检测且能实现微压测量。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种微压传感器及其制作工艺方法。

背景技术

微压传感器，亦称微压压力传感器，是一种用于测量微小压力的传感器。这类传感器要求灵敏度很高，即在很小压力作用下就要有很大的电信号输出。在医疗(测眼内压，颅内压等)、汽车、智能家居、过程控制等领域均对此类传感器提出急切需求。

目前为了实现微压测量，采用的结构主要包括方形硅膜结构、矩形梁膜结构等，当传感器量程小到一定程度时，方形硅膜必须很薄，才能保证足够高的灵敏度，这时方形硅膜结构的大挠度效应成为突出的矛盾，使传感器的非线性增大，测量准确度迅速下降。矩形梁膜结构中的矩形梁可以实现应力集中，从而提高传感器的灵敏度，且有效地解决了在膜片很薄时线性度差的缺点，但是灵敏度并不能满足某些微压测量特殊需求，例如医疗等。

因此，目前亟需解决的技术问题是提供一种高灵敏度、线性度好且集成化程度高的微压传感器。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种微压传感器，所述传感器利用绝缘层硅(SOI)晶圆器件层形成弹性硅膜，在硅膜上制作四个等腰梯形梁，且在四个梯形梁上分别制作四个压敏电阻构成惠斯通电桥结构，可以实现对微压的检测，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，提供一种微压传感器，其中，所述微压传感器包括SOI衬底，在所述SOI衬底上设置有弹性元件和敏感元件，以实现对外加微压的测量。

第二方面，提供一种第一方面所述的微压传感器的制作工艺方法，其中，所述制作工艺方法包括以下步骤：

步骤1，零次光刻，干法刻蚀SOI晶圆对版标记；

步骤2，清洗SOI晶圆；

步骤3，一次氧化，在器件层3上生长薄氧层，厚度为30nm～50nm；

步骤4，一次光刻，刻蚀出P^-区窗口，注入硼离子形成P型压敏电阻；

步骤5，去胶，清洗SOI晶圆；

步骤6，二次光刻，刻蚀P⁺区窗口，注入硼离子，形成P⁺区，作为欧姆接触；

步骤7，离子注入工艺后，进行高温退火；

步骤8，BOE去除薄氧层，清洗SOI晶圆；

步骤9，二次氧化，在器件层3上PECVD法生长第二绝缘层，厚度为300nm～500nm；

步骤10，三次光刻，刻蚀第二绝缘层4形成压敏电阻的引线孔；

步骤11，清洗SOI晶圆，在第二绝缘层4上蒸镀金属铝；

步骤12，四次光刻，刻蚀金属铝形成金属铝互连线以及铝电极；

步骤13，清洗SOI晶圆，在器件层3上PECVD生长Si₃N₄钝化层，厚度为100nm～200nm；

步骤14，五次光刻，刻蚀钝化层，形成压焊点；