框形。因此，将单晶硅支撑层201布设在第二空腔202的四周，可以使得锚区304的结构更稳定可靠。
[0020]上述的高灵敏度压阻式压力传感器的制备方法，包括以下步骤:
第一步:如图2所示，在硅衬底层I上生长一层二氧化硅层2，采用光刻工艺，形成多晶硅支撑层201和湿法腐蚀停止层203。
[0021]第二步:如图3所示，在二氧化硅层2上外延生长一层单晶硅层3，采用光刻工艺，形成可动敏感薄膜层301、连接杆302、单边紧固薄膜303和锚区304 ;
在第二步中，制成的单晶硅层3包括可动敏感薄膜301、两根连接杆302、四个单边紧固薄膜303、锚区304，可动敏感薄膜301位于单晶硅层3的中部，锚区304位于单晶硅层3的周边，且锚区304固定连接在单晶硅支撑层201上；四个单边紧固薄膜303分布在可动敏感薄膜301四周，每个单边紧固薄膜303的一边与锚区304固定连接；四个单边紧固薄膜303中两个相对的单边紧固薄膜303朝向可动敏感薄膜301的一边分别通过一根连接杆302与可动敏感薄膜301固定连接。
[0022]第三步:如图4所示，在单晶硅层3上选择性地进行磷离子轻掺杂，形成压阻条4。
[0023]第四步:如图5所示，在与压阻条4相连的单晶硅层3区域进行掺杂，形成重掺杂区5。
[0024]在第四步中，压阻条4和重掺杂区5位于每个单边紧固薄膜303靠近可动敏感薄膜301的边缘中心处，且重掺杂区5与压阻条4相连。
[0025]第五步:如图6所示，在单晶硅层3表面溅射金属，光刻图形化，形成金属引线6，金属引线6与重掺杂区域5形成欧姆接触。四个压阻条4通过金属引线6相连，构成惠斯通电桥。
[0026]第六步:如图7所示，在硅衬底层I背面进行各向异性湿法刻蚀，形成第一空腔101。
[0027]第七步:如图8所示，利用各向异性湿法腐蚀，腐蚀湿法腐蚀停止层203，得到第二空腔202，制成压阻式压力传感器。
[0028]上述实施例的制备方法中，硅衬底层I中的第一空腔101可以通过湿法腐蚀形成。压阻条4可以通过磷离子轻掺杂形成。重掺杂区域5可以由磷离子重掺杂形成。
[0029]上述实施例的制备方法中，所述的第二步中，制成的单晶硅层包括可动敏感薄膜、两根连接杆、四个单边紧固薄膜、锚区，可动敏感薄膜位于单晶硅层的中部，锚区位于单晶硅层的周边，且锚区固定连接在单晶硅支撑层上；四个单边紧固薄膜分布在可动敏感薄膜四周，每个单边紧固薄膜的一边与锚区固定连接；四个单边紧固薄膜中两个相对的单边紧固薄膜朝向可动敏感薄膜的一边分别通过一根连接杆与可动敏感薄膜固定连接。所述的第四步中，压阻条和重掺杂区位于每个单边紧固薄膜靠近可动敏感薄膜的边缘中心处，且重掺杂区与压阻条相连。
[0030]所述的第五步中，四个压阻条通过金属引线相连，构成惠斯通电桥。
[0031]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种高灵敏度压阻式压力传感器，其特征在于，该压力传感器包括从下向上依次布设的硅衬底层(I)、二氧化硅层(2)和单晶硅层(3); 硅衬底层(I)中设有第一空腔(101)，第一空腔(101)贯穿硅衬底层(I) ; 二氧化硅层(2)中设有单晶硅支撑层(201)和第二空腔(202)，第二空腔(202)贯穿二氧化硅层(2)，第二空腔(202 )位于第一空腔(101)上方； 单晶硅层(3)包括可动敏感薄膜(301)、两根连接杆(302)、四个单边紧固薄膜(303)、锚区(304)、压阻条(4)、重掺杂区(5)和金属引线(6)，可动敏感薄膜(301)位于单晶硅层(3)的中部，锚区(304)位于单晶硅层(3)的周边，且锚区(304)固定连接在单晶硅支撑层(201)上；四个单边紧固薄膜(303)分布在可动敏感薄膜(301)四周，每个单边紧固薄膜(303)的一边与锚区(304)固定连接；四个单边紧固薄膜(303)中两个相对的单边紧固薄膜(303 )朝向可动敏感薄膜(301)的一边分别通过一根连接杆(302 )与可动敏感薄膜(301)固定连接; 压阻条(4)和重掺杂区(5)位于每个单边紧固薄膜(303)靠近可动敏感薄膜(301)的边缘中心处，且重掺杂区(5)与压阻条(4)相连；金属引线(6)与重掺杂区(5)相连，使四个压阻条(4)相连，构成惠斯通电桥。2.按照权利要求1所述的高灵敏度压阻式压力传感器，其特征在于，所述的单晶硅支撑层(201)位于第二空腔(202 )的四周。3.按照权利要求1所述的高灵敏度压阻式压力传感器，其特征在于，所述的压阻条(4)中，两个压阻条(4 )与连接杆(302 )相连。4.一种权利要求1所述的高灵敏度压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤: 第一步:在硅衬底层(I)上生长一层二氧化硅层(2)，采用光刻工艺，形成多晶硅支撑层(201)和湿法腐蚀停止层(203)； 第二步:在二氧化硅层(2)上外延生长一层单晶硅层(3)，采用光刻工艺，形成可动敏感薄膜层(301)、连接杆(302 )、单边紧固薄膜(303 )和锚区(304 ); 第三步:在单晶硅层(3)上选择性地进行磷离子轻掺杂，形成压阻条(4); 第四步:在与压阻条(4)相连的单晶硅层(3)区域进行掺杂，形成重掺杂区(5); 第五步:在单晶娃层(3)表面派射金属，光刻图形化，形成金属引线(6)，金属引线(6)与重掺杂区域(5)形成欧姆接触； 第六步:在硅衬底层(I)背面进行各向异性湿法刻蚀，形成第一空腔(101); 第七步:利用各向异性湿法腐蚀，腐蚀湿法腐蚀停止层(203)，得到第二空腔(202)，制成压阻式压力传感器。5.按照权利要求4所述的高灵敏度压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，所述的第二步中，制成的单晶硅层(3)包括可动敏感薄膜(301)、两根连接杆(302)、四个单边紧固薄膜(303)、锚区(304)，可动敏感薄膜(301)位于单晶硅层(3)的中部，锚区(304)位于单晶硅层(3)的周边，且锚区(304)固定连接在单晶硅支撑层(201)上；四个单边紧固薄膜(303)分布在可动敏感薄膜(301)四周，每个单边紧固薄膜(303)的一边与锚区(304)固定连接；四个单边紧固薄膜(303)中两个相对的单边紧固薄膜(303)朝向可动敏感薄膜(301)的一边分别通过一根连接杆(302)与可动敏感薄膜(301)固定连接。6.按照权利要求4所述的高灵敏度压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，所述的第四步中，压阻条(4)和重掺杂区(5)位于每个单边紧固薄膜(303)靠近可动敏感薄膜(301)的边缘中心处，且重掺杂区(5)与压阻条(4)相连。7.按照权利要求4所述的高灵敏度压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，所述的第五步中，四个压阻条(4)通过金属引线(6)相连，构成惠斯通电桥。
【专利摘要】本发明公开一种高灵敏度压阻式压力传感器，包括硅衬底层、二氧化硅层和单晶硅层；硅衬底层设有第一空腔；二氧化硅层设有单晶硅支撑层和第二空腔；单晶硅层包括可动敏感薄膜、两根连接杆、四个单边紧固薄膜、锚区、压阻条、重掺杂区和金属引线,可动敏感薄膜位于单晶硅层中部，锚区固定连接在单晶硅支撑层上；每个单边紧固薄膜一边与锚区固定连接；两个相对的单边紧固薄膜朝向可动敏感薄膜的一边分别通过连接杆与可动敏感薄膜固定连接；压阻条和重掺杂区位于每个单边紧固薄膜靠近可动敏感薄膜的边缘中心处；金属引线与重掺杂区相连，四个压阻条相连，构成惠斯通电桥。该压力传感器具有良好的灵敏度，同时还提供该传感器的制备方法，简单易行。
【IPC分类】B81B3/00, G01L1/18, B81C1/00
【公开号】CN105222932
【申请号】CN201510580358
【发明人】聂萌, 包宏权, 黄庆安
【申请人】东南大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月11日