[发明专利]压力传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种压力传感器，其特征在于：包括衬底结构、顶层结构以及敏感膜层结构，所述顶层结构包括第一硅层、设于所述第一硅层背面的第一绝缘层、设于所述第一绝缘层背面的压阻层以及设于所述第一硅层正面的顶层第一下绝缘层；所述顶层结构上形成有贯穿所述顶层第一下绝缘层、所述第一硅层及所述第一绝缘层的淀积孔及梁孔，所述淀积孔的孔壁上形成有孔壁绝缘层；

所述衬底结构的上表面向下凹陷形成键合槽，所述顶层结构倒置与所述衬底结构上，所述顶层第一下绝缘层的正面朝向所述衬底结构，所述淀积孔与所述键合槽连通；

所述敏感膜层结构形成于所述孔壁绝缘层的内壁且向下延伸并包覆所述键合槽的内壁与所述顶层结构的下表面。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述敏感膜层结构包括压力敏感膜以及敏感膜绝缘层，所述压力敏感膜形成于所述孔壁绝缘层的内壁且向下延伸并包覆所述键合槽的内壁与所述顶层结构的下表面，所述敏感膜绝缘层形成在所述压力敏感膜上并包覆所述压力敏感膜。

3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：所述顶层结构还包括形成在所述顶层第一下绝缘层正面的厚半导体材料层以及包覆所述厚半导体材料层的顶层第二下绝缘层，所述厚半导体材料层用作岛结构；所述厚半导体材料层键合于所述键合槽内并与所述键合槽形成间隙。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述顶层结构还包括淀积在所述第一绝缘层的上表面并包覆所述压阻层的绝缘保护层，所述绝缘保护层上形成有与所述压阻层对应的至少一个导电接触孔；

所述压力传感器还包括对应设置在所述导电接触孔处并于所述压阻层电导通的金属块，每个所述导电接触孔对应设置有至少一个所述金属块。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述压力传感器上形成有贯穿所述衬底结构及所述敏感膜层结构的进气口，所述进气口与所述键合槽的内腔连通。

6.一种压力传感器的制造方法，其特征在于，包括步骤：

S1、选取第一硅晶圆，并在所述第一硅晶圆的正面生长顶层第一下绝缘层，得到顶层初结构；所述第一硅晶圆为具有双层绝缘层上的硅结构的晶圆(Double-SOI，DSOI)，所述第一硅晶圆包括依次层叠覆盖的第一硅层、第一绝缘层、第二硅层、第二绝缘层以及第三硅层，所述第一硅层背向所述第三硅层的一侧表面为所述第一硅层的正面；

S2、形成衬底结构，所述衬底结构上形成有键合槽以及衬底上绝缘层；

S3、将所述顶层初结构倒置键合在所述衬底结构上，使所述顶层第一下绝缘层的正面朝向所述衬底结构；

S4、去除多余层结构，包括：将所述顶层初结构的背面绝缘层、第三硅层及第二绝缘层去除；

S5、对所述顶层第一下绝缘层、所述第一硅层、所述第一绝缘层及所述第二硅层图形化，形成贯穿所述顶层第一下绝缘层、所述第一硅层、所述第一绝缘层及所述第二硅层的淀积孔，并在所述淀积孔的孔壁上淀积形成孔壁绝缘层；

S6、淀积形成敏感膜层结构，所述敏感膜层结构自所述孔壁绝缘层的内壁向下延伸并包覆所述键合槽的内壁与所述顶层结构的下表面；

S7、对所述第二硅层进行掺杂，并对掺杂后的所述第二硅层进行图形化，形成压阻层；

S8、对所述顶层第一下绝缘层、所述第一硅层及所述第一绝缘层进行刻蚀，形成梁孔；

S9、得到压力传感器。

7.根据权利要求6所述的压力传感器的制造方法，其特征在于：所述S6中，所述淀积形成敏感膜层结构，包括：

淀积敏感膜材料，使敏感膜材料淀积在所述孔壁绝缘层的内壁、所述键合槽的内壁、所述顶层结构的下表面及所述顶层结构的上表面；

在所述压力敏感膜上生长覆盖所述压力敏感膜的绝缘材料；

去除处于所述第二硅层之上的敏感膜材料及绝缘材料，得到由剩余敏感膜材料构成的压力敏感膜以及由剩余绝缘材料构成的敏感膜绝缘层，得到所述敏感膜层结构。