压阻式MEMS绝对压力传感器及其制造方法技术

本申请公开了一种压阻式MEMS绝对压力传感器及其制造方法，属于MEMS传感器领域。该方法中，在硅衬底处形成凹槽结构，凹槽结构在后续硅衬底与顶层硅片键合下形成真空腔体，顶层硅片处形成压阻结构，对压阻结构曝光时，通过微孔阵列定位硅衬底上的零层对准标记，这样在不使用双面光刻工艺的情况下，能够通过一次曝光工艺实现顶硅层片的压阻结构与硅衬底的真空腔体的精确对准，避免多次双面光刻工艺后給上下两层图形对准带来偏移误差的问题。上下两层图形对准带来偏移误差的问题。上下两层图形对准带来偏移误差的问题。

【技术实现步骤摘要】
压阻式MEMS绝对压力传感器及其制造方法


[0001]本申请涉及MEMS传感器领域，具体涉及一种压阻式MEMS绝对压力传感器及其制造方法。

技术介绍

[0002]在相关技术中，常通过将电学响应型压力传感器在压力作用下产生的形变来实时响应压力的大小，其中，传感器的形变会转化为传感器电学性能参数的变化。其中，压阻型压力传感器制备工艺简单、响应稳定性高、抗干扰能力强、灵敏度高、线性度好且后续处理电路简单易行，从而得到了广泛应用，成为当前柔性压力传感器领域的研究热点。
[0003]压阻式绝压压力传感器包括三个主要组成部分，分别为压敏电阻、应力薄膜和真空腔体。常用的，由四个压敏电阻构成惠斯通电桥，该电桥用于将作用在传感器上的压力通过薄膜的应力变化转换成压敏电阻阻值的变化，再经相应的测量电路检测出这个变化的阻值，最后，度量出作用在薄膜上的被测压力的大小。
[0004]传统的压阻式绝压压力传感器制作工艺中，通常会利用深刻蚀技术和晶圆键合技术形成应力薄膜和真空腔体，在此过程中需要利用多次进行双面光刻技术实现上下两层硅片图形之间对准，而这样多次双面光刻工艺会加大上下两层图形对准的偏移误差，由此，压阻型压力传感器往往存在大灵敏度漂移、零点输出及零点漂移问题，如何能够很好地解决由上述工艺偏差引起的零点漂移问题，制造出高品质的压阻型压力传感器是申请人致力于解决和想要克服的课题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种压阻式MEMS绝对压力传感器及其制造方法，可以解决工艺偏差引起的零点漂移问题，进而制造出高品质的压阻式压力传感器。
[0006]一方面，本申请提供了一种压阻式MEMS绝对压力传感器制造方法，该方法包括：提供N 型硅衬底；在所述N型硅衬底上方形成零层对准标记；根据所述零层对准标记形成凹槽结构；在所述N型硅衬底上方生长氧化层；提供顶层硅片，所述顶层硅片位于所述氧化层上方；将所述顶层硅片与所述N型衬底进行键合，所述顶层硅片与所述N型衬底之间形成具有真空腔体的CSOI结构；在所述零层对准标记上方的顶层硅片处形成微孔槽阵列，所述微孔槽阵列用于定位所述零层对准标记；在所述顶层硅片处形成压阻结构；淀积氧化隔离介质层且在所述氧化隔离介质层处形成接触孔图形；在所述接触孔图形处形成金属布线；
生长钝化层，且在所述接触孔图形对应位置的钝化层处形成金属焊盘。
[0007]另一方面，本申请提供了一种压阻式MEMS绝对压力传感器，所述压阻式MEMS绝对压力传感器包括：N 型硅衬底，上方形成有零层对准标记，且在所述零层对准标记处形成有凹槽结构；氧化层，位于所述N型硅衬底上方；顶层硅片，位于所述氧化层上方且与所述N型衬底键合，所述顶层硅片与所述N型衬底之间形成具有真空腔体的CSOI结构；微孔槽阵列，形成于所述零层对准标记上方的顶层硅片处；压阻结构，形成于所述顶层硅片处；氧化隔离介质层，位于所述顶层硅片上方且形成有接触孔图形；金属布线，位于所述接触孔图形处；钝化层，位于所述氧化隔离介质层上方且在所述接触孔图形对应位置处形成金属焊盘。
[0008]本申请提供一种压阻式MEMS绝对压力传感器及其制造方法。该方法中，在硅衬底处形成凹槽结构，凹槽结构在后续硅衬底与顶层硅片键合下形成真空腔体，顶层硅片处形成压阻结构，对压阻结构曝光时，通过微孔阵列定位硅衬底上的零层对准标记，这样在不使用双面光刻工艺的情况下，能够通过一次曝光工艺实现顶硅层片的压阻结构与硅衬底的真空腔体的精确对准，避免相关技术中多次进行双面光刻工艺后給上下两层图形对准带来偏移误差的问题。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1至图9示出了压阻式MEMS绝对压力传感器制造方法下的产品结构示意图；图10示出了一种对准标记及孔槽阵列俯视示意图；图11示出了图10中一种对准标记及孔槽阵列的俯视与剖面示意图；图12示出了图10中一种对准标记及孔槽阵列的俯视与剖面示意图；图13示出了一种采用微孔槽阵列结构的涂胶示意图；图14示出了一种采用大开口槽结构的涂胶示意图。
实施方式
[0011]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0012]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
“
水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0013]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0014]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0015]请参考图1至图9，其示出了压阻式MEMS绝对压力传感器制造方法下的产品结构示意图。
[0016]步骤一，提供N 型硅衬底1。
[0017]步骤二，在N型硅衬底上方形成零层对准标记A。
[0018]如图1和图2所示，在N型硅衬底上利用光刻和刻蚀工艺形成零层对准标记A。
[0019]步骤三，根据零层对准标记A形成凹槽结构2。
[0020]在一种可能的实施方式中，如图3所示，先对准零层对准标记A制作正面槽图形，在正面槽图形处通过刻蚀工艺形成凹槽结构2。
[0021]步骤四，在N型硅衬底上方生长氧化层3。
[0022]如图4所示，用炉管工艺在N型衬底上生长一层氧化层3。
[0023]步骤五，提供顶层硅片4，顶层硅片4位于氧化层3上方。
[0024]继续如图4所示，氧化层3上方提供有顶层硅片4。
[0025]步骤六，将顶层硅片4与N型衬底进行键合，顶层硅片4与N型衬底之间形成具有真空腔体的CSOI结构。
[0026]继续如图4所示，顶层硅片4与N型衬底通过晶圆熔融键合技术进行键合，且顶层硅片4与N型衬底之间形成具有真空腔体的CSOI（Cavi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压阻式MEMS绝对压力传感器制造方法，其特征在于，所述方法包括：提供N 型硅衬底；在所述N型硅衬底上方形成零层对准标记；根据所述零层对准标记形成凹槽结构；在所述N型硅衬底上方生长氧化层；提供顶层硅片，所述顶层硅片位于所述氧化层上方；将所述顶层硅片与所述N型衬底进行键合，所述顶层硅片与所述N型衬底之间形成具有真空腔体的CSOI结构；在所述零层对准标记上方的顶层硅片处形成微孔槽阵列，所述微孔槽阵列用于定位所述零层对准标记；在所述顶层硅片处形成压阻结构；淀积氧化隔离介质层且在所述氧化隔离介质层处形成接触孔图形；在所述接触孔图形处形成金属布线；生长钝化层，且在所述接触孔图形对应位置的钝化层处形成金属焊盘。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述零层对准标记通过光刻和刻蚀工艺形成。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述零层对准标记形成凹槽结构，包括：对准所述零层对准标记制作正面槽图形；在所述正面槽图形处通过刻蚀工艺形成凹槽结构。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化层通过炉管工艺生长。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顶层硅片与所述N型衬底通过晶圆熔融键合技术进行键合。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微孔槽阵列通过对所述顶层硅片...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛维佳，王兴阳，王辉，
申请(专利权)人：莱斯能特苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：