[发明专利]一种MEMS压阻式压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，包括第一衬底（1），第一衬底（1）下方设有第二衬底（8），所述第二衬底（8）上表面中央设有空腔（9），所述空腔（9）上方正对的所述第一衬底（1）部分形成敏感薄膜（10）；在所述第一衬底（1）下表面设置两个第一压敏电阻（4），两个第一压敏电阻（4）分别正对所述空腔（9）的一组相对边缘的中心位置；在所述第一衬底（1）的上表面设置两个第二压敏电阻（11），在沿所述敏感薄膜（10）厚度方向上，两个第二压敏电阻（11）分别同下表面的两个第一压敏电阻（4）完全重合；所述第一衬底（1）上表面设有电极层（13），两个第二压敏电阻（11）的两端分别与对应的电极层（13）电连接，两个第一压敏电阻（4）的两端分别通过金属引线与对应的电极层（13）电连接，所述金属引线上设有绝缘层；位于所述第一衬底（1）上表面和下表面的四个压敏电阻之间采用惠斯通电桥方式连接。

2.根据权利要求1所述的MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，所述金属引线由位于所述第一衬底（1）下方的引线层（6）以及垂直穿过所述第一衬底（1）的金属填充层（5）连接构成。

3.根据权利要求1所述的MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，所述第一衬底（1）的上表面还覆盖有一层绝缘层（12）。

4.根据权利要求3所述的MEMS压阻式压力传感器，其特征在于，所述引线层（6）与第一衬底（1）下表面之间的绝缘层（3）的厚度和材料均与所述第一衬底（1）上表面的绝缘层（12）相同。

5.根据权利要求1-3任一所述MEMS压阻式压力传感器制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：选用N型（100）硅片作为第一衬底（1）；

步骤2：在第一衬底（1）上表面左右两侧刻蚀形成对称的两组盲孔；

步骤3：通过热氧化在盲孔的内表面制备第一绝缘层（2），在第一衬底（1）上表面制备第二绝缘层（3）；

步骤4：在第二绝缘层（3）上刻蚀出压敏电阻区和阳极键合区，并通过硼离子注入在位于中央的压敏电阻区完成两个第一压敏电阻（4）的制备；

步骤5：通过磁控溅射在盲孔内的第一绝缘层（2）上制备Ti和Cu分别作为阻挡层和种子层，并通过电镀Cu填充盲孔形成金属填充层（5）；

步骤6：通过光刻和磁控溅射第二绝缘层（3）上分别制备连接第一压敏电阻（4）的Cr和Au作为引线层（6）；

步骤7：通过光刻和等离子体增强化学气相沉积在引线层（6）的外表面制氮化硅作为第三绝缘层（7）；

步骤8：在第二衬底（8）的中央刻蚀形成深度凹槽；

步骤9：通过阳极键合的方式，将第二衬底（8）与倒置的第一衬底（1）紧密贴合，形成空腔（9）；

步骤10：通过化学机械抛光工艺将倒置的第一衬底（1）减薄至露出4个金属填充层（5）中的金属；

步骤11：通过硼离子注入，在倒置后的第一衬底（1）上表面制备两个第二压敏电阻（11）；

步骤12：通过等离子体增强化学气相沉积在倒置后的第一衬底（1）上表面制备第四绝缘层（12）；

步骤13：通过光刻在第四绝缘层（12）上形成接触孔，并通过磁控溅射在第四绝缘层（12）上制备Cr和Au作为电极层（13），完成所述MEMS压阻式压力传感器的制备。