結(jié)絕緣性能，顯著地提高了傳感器的穩(wěn)定性；(3)本發(fā)明還在每段壓阻條的兩端利用濃硼摻雜工藝設(shè)置電學(xué)觸點(diǎn)，增強(qiáng)了壓阻條與圖形化金屬引線之間的歐姆接觸特性。上述結(jié)構(gòu)的改進(jìn)不但能有效地提高傳感器的性能和穩(wěn)定性，且其制備工藝與傳統(tǒng)CMOS工藝兼容，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、工藝成熟、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
[0027]下面結(jié)合附圖所示【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器第一種實(shí)施方式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為圖1中的A-A截面示意圖；
[0030]圖3為圖1中的B-B截面示意圖；
[0031]圖4為圖1中的C-C截面示意圖；
[0032]圖5為圖1中的D-D截面示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器第二種實(shí)施方式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖7為圖6中的Zl位置的局部放大示意圖；
[0035]圖8為圖6中的Z2位置的局部放大示意圖；
[0036]圖9為圖6中的E-E截面示意圖；
[0037]圖10為圖6中的F-F截面示意圖；
[0038]圖11-12為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器在制備過(guò)程中經(jīng)過(guò)步驟一后的示意圖，其中圖12為圖11中的G-G截面示意圖；
[0039]圖13-14為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器在制備過(guò)程中經(jīng)過(guò)步驟二后的示意圖，其中圖14為圖13中的H-H截面示意圖；
[0040]圖15-16為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器在制備過(guò)程中經(jīng)過(guò)步驟三后的示意圖，其中圖16為圖15中的1-1截面示意圖；
[0041]圖17-18為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器在制備過(guò)程中經(jīng)過(guò)步驟四后的示意圖，其中圖18為圖17中的J-J截面示意圖；
[0042]圖19-20為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器在制備過(guò)程中經(jīng)過(guò)步驟五后的示意圖，其中圖20為圖19中的K-K截面示意圖；
[0043]圖21-22為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器在制備過(guò)程中經(jīng)過(guò)步驟六后的示意圖，其中圖22為圖21中的L-L截面示意圖；
[0044]圖23-24為本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器在制備過(guò)程中經(jīng)過(guò)步驟七后的示意圖，其中圖24為圖23中的M-M截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]如圖1至圖5所示的本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器第一種實(shí)施方式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，設(shè)有單晶硅片基底1、單晶硅片壓力膜2、壓阻條3、圖形化金屬引線4、第一絕緣層5、第二絕緣層6、第三絕緣層7，單晶硅片基底1、第一絕緣層5、單晶硅片壓力膜2、第二絕緣層6、圖形化金屬引線4、第三絕緣層7的位置由下至上依次設(shè)置。在單晶硅片基底I的上表面開(kāi)設(shè)正方形的凹槽101，作為整個(gè)壓力傳感器的真空腔，并在第一絕緣層5上開(kāi)設(shè)與凹槽101形狀相同位置對(duì)應(yīng)的通孔，由此單晶硅片壓力膜2就成為了感應(yīng)外界壓力的壓力膜。
[0046]在單晶硅片壓力膜2的上表面進(jìn)行淡硼摻雜工藝形成四個(gè)P型壓阻條3，讓四個(gè)壓阻條3兩兩對(duì)稱分布在凹槽101對(duì)應(yīng)區(qū)域的上下邊緣和左右邊緣內(nèi)側(cè)，并讓上下兩個(gè)壓阻條3沿應(yīng)力方向(縱向)設(shè)置，讓左右兩個(gè)壓阻條3沿垂直應(yīng)力方向(橫向)設(shè)置。在第二絕緣層6上與每個(gè)壓阻條3兩端對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)設(shè)電學(xué)接觸孔，使圖形化金屬引線4通過(guò)電學(xué)接觸孔可以與每個(gè)壓阻條連接，并實(shí)現(xiàn)四個(gè)壓阻條3首尾相連，這樣四個(gè)電阻條3和圖形化金屬引線4就形成了一個(gè)惠斯通電橋。在第三絕緣層7上開(kāi)設(shè)四個(gè)用于圖形化金屬引線4與外部進(jìn)行打線的電極孔，以便向外界輸出電學(xué)信號(hào)。
[0047]為節(jié)省每個(gè)壓阻條的空間并使得所有壓阻條都分布在壓力膜最大應(yīng)力附近，本實(shí)施方式把每個(gè)壓阻條3均設(shè)為并排分布的四段并通過(guò)圖形化金屬引線4連接為一個(gè)整體，避免了傳統(tǒng)壓力傳感器中使用濃硼摻雜工藝實(shí)現(xiàn)各段壓阻條互連所帶來(lái)的高溫不穩(wěn)定性。
[0048]通過(guò)以上結(jié)構(gòu)設(shè)置，當(dāng)單晶硅片壓力膜2承受外界應(yīng)力的時(shí)候，上、下兩個(gè)縱向設(shè)置的壓阻條3的阻值變化量與左、右兩個(gè)橫向設(shè)置的壓阻條3的阻值變化量會(huì)存在差別，四個(gè)電阻條3和圖形化金屬引線4組成的惠斯通電橋的平衡就會(huì)被打破，產(chǎn)生一定的輸出電壓，惠斯通電橋越不平衡，輸出電壓越大。因此輸出電壓的變化能夠直接反映出單晶硅片壓力膜2上承受的壓力大小。
[0049]如圖6至圖10所示的本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器第二種實(shí)施方式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，第一種實(shí)施方式不同的是，本實(shí)施方式還在單晶硅片壓力膜2的上表面設(shè)置通過(guò)濃磷摻雜工藝形成的隔離帶8，通過(guò)隔離帶8使每個(gè)壓阻條3中的各段均彼此隔開(kāi)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了所有壓阻條都通過(guò)濃磷隔絕，在壓力傳感器的使用過(guò)程中可以通過(guò)把隔離帶8的電位提高，有效提升壓阻條3的電學(xué)隔絕性能，防止高溫條件下惠斯通電橋發(fā)生漏電，進(jìn)一步提高了壓力傳感器在高溫下的穩(wěn)定性。同時(shí)，本實(shí)施方式還在每個(gè)壓阻條3中各個(gè)段的兩端設(shè)置通過(guò)濃硼摻雜形成的電學(xué)觸點(diǎn)9，讓每個(gè)壓阻條3中各個(gè)段的兩端通過(guò)電學(xué)觸點(diǎn)9與圖形化金屬引線4連接，能夠加強(qiáng)壓阻條3與圖形化金屬引線4之間的歐姆接觸特性。
[0050]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中凹槽101的形狀不限于正方式，還可以設(shè)計(jì)成圓形、長(zhǎng)方形或其他形狀，只要能使壓力膜承受的外界壓力成上下和左右對(duì)稱即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。另外，圖形化金屬引線4的材質(zhì)可以采用Al、Au、Cu、N1、Ag、Pt、合金膜等各種具有導(dǎo)電特性的金屬材料；第一絕緣層5、第二絕緣層6、第三絕緣層7的材質(zhì)可以采用為二氧化硅膜、氮化硅膜、二氧化硅和氮化硅符合膜、有機(jī)薄膜等各種具有絕緣特性的薄膜材料，其厚度范圍應(yīng)為Inm至100 μ m。
[0051]下面對(duì)制備本發(fā)明一種壓阻式MEMS壓力傳感器的方法作詳細(xì)說(shuō)明，如圖12至圖24所示，其包括以下步驟，
[0052]一、根據(jù)需要，準(zhǔn)備單晶硅片基底I和單晶硅片壓力膜2，將其加工成所需的厚度；
[0053]二、利用MEMS薄膜沉積工藝在單晶硅片基底I上沉積形成第一絕緣層5，使第一絕緣層5的厚度為Inm?100 μ m，并通過(guò)刻蝕工藝在第一絕緣層5上開(kāi)出矩形孔或圓形孔，在單晶硅片基底I上開(kāi)出相應(yīng)的矩形凹槽或圓形凹槽；
[0054]三、利用鍵合工藝將單晶硅片壓力膜2鍵合在第一絕緣層5上；
[0055]四、根據(jù)需要，利用淡硼摻雜工藝在單晶硅片壓力膜2上設(shè)置壓阻條3，利用濃磷摻雜工藝在每段壓阻條周圍設(shè)置隔離帶8，利用濃硼摻雜工藝在每段壓阻條的兩端設(shè)置電學(xué)觸點(diǎn)；
[0056]五、利用MEMS薄膜沉積工藝在單晶硅片壓力膜2上沉積形成第二絕緣層6，使第二絕緣層6的厚度為Inm?100 μ m，并利用刻蝕工藝在第二絕緣層6上開(kāi)出壓阻條3的端點(diǎn)電學(xué)接觸孔；
[0057]六、利用MEMS金屬薄膜沉積工藝在第二絕緣層6上沉積形成金屬薄膜，并通過(guò)圖形化工藝形成圖形化金屬引線4，使圖形化金屬引線4通過(guò)電學(xué)接觸孔與每個(gè)壓阻條連接，并實(shí)現(xiàn)四個(gè)壓阻條3首尾相連；
[0058]七、利用MEMS薄膜沉積工藝在圖形化金屬引線4的上一層沉積形成第三絕緣層7，使第三絕緣層7的厚度為Inm?100 μ m，并利用刻蝕工藝在第三絕緣層7上開(kāi)出四個(gè)圖形化金屬引線4與外部進(jìn)行打線的電極孔，以便向外界輸出電學(xué)信號(hào)。
[0059]需要指出的是，在上述步驟二、步驟五和步驟七中提到的MEMS薄膜沉積工藝可以采用氧化工藝、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)工藝、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、溶膠凝膠工藝或