采用单晶硅来制作敏感结构层，可以大大降低其残余的应力，提高了芯片的稳定性；上固定电极结构层、下固定电极结构层的多晶硅层沉积在敏感结构层的具有阶梯坡度的表面上，可以大大降低薄膜的内应力。
[0078]虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.一种差分电容式MEMS压力传感器，其特征在于，包括: 敏感结构层(2)，包括位于中部的公共敏感部(22)，以及位于公共敏感部(22)边缘的公共支撑部(20)，所述公共敏感部(22)连接在公共支撑部(20)的侧壁上，且公共支撑部(20)的厚度大于公共敏感部(22)的厚度，使得敏感结构层(2)的截面整体呈哑铃型； 上固定电极结构层(3)，包括悬置在公共敏感部(22)上方、并与公共敏感部(22)组成电容结构的上固定电极(32)，所述上固定电极(32)上设置有腐蚀孔(33); 下固定电极结构层(4)，与上固定电极结构层(3)结构一致，二者沿着敏感结构层(2)上下对称，所述下固定电极结构层(4)包括悬置在公共敏感部(22)下方、并与公共敏感部(22)组成电容结构的下固定电极(42);所述下固定电极(42)上设置有腐蚀孔(43); 用于支撑的衬底(I)，所述衬底(I)与公共敏感部(22)之间形成了真空腔(7)。2.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器，其特征在于:所述公共支撑部(20)上与公共敏感部(22)连接的位置具有过渡的公共斜面，该公共斜面包括位于公共支撑部(20)上表面的第一斜面(21)，以及位于公共支撑部(20)下表面的第二斜面(24)。3.根据权利要求2所述的MEMS压力传感器，其特征在于: 所述上固定电极结构层(3)包括连接上固定电极(32)边缘的上固定电极支撑部(30)，所述上固定电极支撑部(30)通过绝缘层(5)与公共支撑部(20)的上表面连接； 所述下固定电极结构层(4)包括连接下固定电极(42)边缘的下固定电极支撑部(40)，所述下固定电极支撑部(40)与通过绝缘层(5)与公共支撑部(20)的上表面连接。4.根据权利要求3所述的MEMS压力传感器，其特征在于: 所述上固定电极结构层(3)还包括呈倾斜状的上固定电极连接部(31)，所述上固定电极(32)通过上固定电极连接部(31)与上固定电极支撑部(30)连接，且所述上固定电极连接部(31)位于第一斜面(21)的上方，且与第一斜面(21)具有相同的斜度； 所述下固定电极结构层(4)还包括呈倾斜状的下固定电极连接部(41)，所述下固定电极(42)通过下固定电极连接部(41)与下固定电极支撑部(40)连接，且所述下固定电极连接部(41)位于第二斜面(24)的下方，且与第二斜面(24)具有相同的斜度。5.根据权利要求4所述的MEMS压力传感器，其特征在于:所述上固定电极连接部(31)与第一斜面(21)之间、所述下固定电极连接部(41)与第二斜面(24)之间分别设有绝缘层(5)。6.根据权利要求3所述的MEMS压力传感器，其特征在于: 所述下固定电极支撑部(40)上设置有导电部，该导电部贯穿绝缘层、公共支撑部(20)与上固定电极支撑部(30)连接在一起，并在上固定电极支撑部(30)上隔离形成下固定电极(42)的第一导电触点(80); 在所述公共支撑部(20)上设置有导电部，该导电部贯穿绝缘层与上固定电极支撑部(30)连接在一起，并在上固定电极支撑部(30)上隔离形成公共敏感部(22)的第二导电触点(81)； 在所述上固定电极支撑部(30)上还设置有上固定电极(32)的第三导电触点(82)。7.根据权利要求3所述的MEMS压力传感器，其特征在于:所述衬底(I)通过绝缘层连接在下固定电极结构层(4)的下固定电极支撑部(40)上。8.根据权利要求3所述的MEMS压力传感器，其特征在于:所述衬底(I)通过绝缘层连接在敏感结构层(2)的公共支撑部(20)上，所述下固定电极结构层(4)悬置在真空腔(7)内。9.一种如权利要求1至8任一项所述的MEMS压力传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: a)在敏感结构层(2)的一端刻蚀贯通其上下两端的通孔，之后在通孔的孔壁上生长绝缘层，并在通孔内填充多晶硅导电材料或金属部(6); b)在敏感结构层(2)上表面进行刻蚀或腐蚀，形成公共支撑部(20)的下表面、第二斜面(24)以及公共敏感部(22)的下表面； c)在整个敏感结构层(2)的上表面生长绝缘层(5)，并对绝缘层(5)进行图形化刻蚀； d)在绝缘层(5)的上表面沉积下固定电极结构层(4)，形成下固定电极支撑部(40)、下固定电极连接部(41)、下固定电极(42);且下固定电极支撑部(40)与多晶硅导电材料或金属部(6)连接在一起； e)在下固定电极(42)上刻蚀形成腐蚀孔(43); f)通过腐蚀孔(43)将下固定电极(42)与公共敏感部(22)之间的绝缘层(5)腐蚀掉，将下固定电极(42)从公共敏感部(22)上释放开来； g)将整个敏感结构层(2)、下固定电极结构层(4)翻转，并键合在衬底(I)上，形成了位于衬底(I)与公共敏感部(22)之间的真空腔(7)； h)在敏感结构层(2)上表面进行刻蚀或腐蚀，形成公共支撑部(20)的上表面、第一斜面(21)以及公共敏感部(22)的上表面； i)在整个敏感结构层(2)的上表面生长绝缘层(5)，并对绝缘层(5)进行图形化刻蚀； j)在绝缘层(5)的上表面沉积上固定电极结构层(3)，形成上固定电极支撑部(30)、上固定电极连接部(31)、上固定电极(32);且透过图形化的绝缘层，所述上固定电极支撑部(30)与多晶硅导电材料或金属部(6)、公共支撑部(20)连接在一起； k)在上固定电极支撑部(30)的相应位置制作第一导电触点(80)、第二导电触点(81)、第三导电触点(82); I)在上固定电极(32)上刻蚀形成腐蚀孔(33);并在上固定电极支撑部(30)上进行刻蚀，将第一导电触点(80)、第二导电触点(81)、第三导电触点(82)相互隔离开； m)通过腐蚀孔(33)将上固定电极(32)与公共敏感部(22)之间的绝缘层(5)腐蚀掉，将上固定电极(32)从公共敏感部(22)上释放开来。10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于:在所述步骤g)和步骤h)之间，还包括将敏感结构层(2)减薄到预定厚度的步骤。
【专利摘要】本发明公开了一种差分电容式MEMS压力传感器及其制造方法，敏感结构层包括公共敏感部以及位于公共敏感部边缘的公共支撑部，且公共支撑部的厚度大于公共敏感部的厚度；包括相对于敏感结构层上下对称的用于与公共敏感部形成差分电容的上固定电极结构层、下固定电极结构层。本发明的MEMS压力传感器，通过差分电容结构，增强了芯片对共模信号的抑制，提高了输出信号的信噪比；同时，本发明公共支撑部的厚度大于公共敏感部的厚度，这就使得外围的公共支撑部可以屏蔽温度和应力所引起的应变，从而大大降低了由于温度和应力变化所传递到公共敏感部上的应变，提高了芯片的温度稳定性和应力稳定性。
【IPC分类】G01L9/12
【公开号】CN105067178
【申请号】CN201510290080
【发明人】郑国光
【申请人】歌尔声学股份有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年5月29日