压敏电阻膜层的重掺杂区、轻掺杂区位于单晶硅片的下端，从而可以使压敏电阻膜层的敏感部分与外界隔离开来，可以避免外界酸碱物质、粉尘颗粒等杂质对压敏电阻膜层敏感部分所带来的影响，提高了压力传感器的可靠程度，并使该压力传感器可以应用到环境恶劣的条件下。同时，本实用新型的压力传感器，用于电信号引出的金属部位于凹槽内，从而可以保护该金属部不受损坏。例如在划片工艺过程中，凹槽可以保护该金属部不受飞溅的硅渣所带来的划伤，保证了该金属部与外界连接的稳定性。
[0027]本实用新型中，形成在单晶硅片3上的重掺杂区5、轻掺杂区4可以分别为多个；对应地，每个重掺杂区5的上方设置一凹槽6，多个凹槽6连通在一起后，构成一分布在单晶硅片3上端的环形槽，参考图6。对于本领域的技术人员来说，可以通过腐蚀的方式在单晶硅片3上形成环形槽，通过该环形槽，可以削弱外部应力对压敏电阻的影响，最终提高了压力传感器的检测精度。
[0028]本实用新型还提供了一种压力传感器的制造方法，包括以下步骤:
[0029]a)在衬底I上刻蚀出内腔8 ;衬底I采用单晶硅材料，可以通过例如干法或湿法的方式在衬底I刻蚀内腔8 ；
[0030]b)在SOI硅片或者外延片的表面形成重掺杂区5、轻掺杂区4，并在SOI硅片或者外延片的表面上形成绝缘层2 ;
[0031]SOI硅片或者外延片分别可以直接从市场上购买到或自行制作，其包括作为基底的硅衬底9，以及通过氧化层10键合或外延在该硅衬底9上方的单晶硅片3 ;参考图3，在单晶硅片3的上表面通过离子注入或者本领域技术人员所熟知的其它方式形成重掺杂区5、轻掺杂区4，从而在单晶硅片3上形成P+、P-，使其成为压力传感器的压敏电阻，之后在单晶硅片3的上端形成绝缘层2，该绝缘层2可以为二氧化硅，通过氧化工艺即可实现，参考图4 ；
[0032]c)将SOI硅片或外延片形成有重掺杂区5、轻掺杂区4的一侧键合在衬底I的上端，并使其悬置在衬底内腔8的上方；也就是说，将上述图4中的SOI硅片或者外延片倒置，使其具有重掺杂区5、轻掺杂区4的一侧面向衬底1，并键合在衬底I的上端，最终将重掺杂区5、轻掺杂区4封装在衬底的内腔8中；
[0033]e)将SOI硅片或外延片远离重掺杂区5、轻掺杂区4的一侧减薄至预定的厚度；也就是说，将SOI硅片或外延片上的硅衬底9和氧化层10去掉，并根据实际需要选择性地对单晶硅片3进行减薄，形成如图5的结构；
[0034]f)在单晶硅片3上形成贯通至重掺杂区5的凹槽6 ;例如可通过KOH或者本领域技术人员所熟知的其它材料对单晶硅片3进行腐蚀，形成贯通至重掺杂区5的凹槽6，从而将重掺杂区5露出；
[0035]g)在所述凹槽6中设置连接重掺杂区5的金属部7，作为压敏电阻膜层的引线连接端O
[0036]本实用新型压力传感器的制造方法，采用先制备压敏电阻，然后键合减薄的方式，使得压敏电阻膜层在进行离子注入、键合减薄的步骤后具有较高的厚度均匀性，从而可以避免先键合减薄后离子注入步骤中压敏电阻膜层发生塑性变形引入的压敏电阻阻值的误差，最终保证了压敏电阻的准确性，有利于提高压力传感器的性能和传感器的小型化制造；利用KOH等材料将单晶硅片腐蚀至重掺杂区的表面，沉积金属部，从压敏电阻膜层的上表面引出信号端，降低了因金属部与单晶硅材料热膨胀系数不同而导致的对压敏电阻的影响。
[0037]在上述传感器的制造方法中，首先是对衬底进行刻蚀，然后对SOI硅片或外延片进行处理；对于本领域的技术人员来说，也可以先对SOI硅片或外延片进行处理，再对衬底进行刻蚀。也就是说，上述制造方法中步骤a)、步骤b)的优先顺序对最终的压力传感器没有实质影响。
[0038]虽然已经通过例子对本实用新型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，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.一种压力传感器，其特征在于:包括具有内腔⑶的衬底(I)，所述衬底⑴的上表面通过绝缘层(2)键合有悬置在内腔(8)上方的压敏电阻膜层，所述压敏电阻膜层包括单晶硅片(3)，还包括形成在单晶硅片(3)邻近内腔⑶一侧的重掺杂区(5)、轻掺杂区(4);在所述单晶硅片(3)的上端对应地设置有贯通至重掺杂区(5)的凹槽￠)，所述凹槽(6)中设置有连接重掺杂区(5)的金属部(7)。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于:所述重掺杂区(5)、轻掺杂区(4)分别设置有多个。3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于:其中，每个重掺杂区(5)上方的凹槽(6)连通在一起，构成一分布在单晶硅片(3)上端的环形槽。4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于:所述凹槽￠)的横截面呈矩形或倒立的梯形。5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于:所述绝缘层(2)为二氧化硅。
【专利摘要】本实用新型公开了一种压力传感器，包括具有内腔的衬底，所述衬底的上表面通过绝缘层键合有悬置在内腔上方的压敏电阻膜层，所述压敏电阻膜层包括单晶硅片，还包括形成在单晶硅片邻近内腔一侧的重掺杂区、轻掺杂区；在所述单晶硅片的上端对应地设置有贯通至重掺杂区的凹槽，所述凹槽中设置有连接重掺杂区的金属部。本实用新型的压力传感器，其结构简单，形成压敏电阻膜层的重掺杂区、轻掺杂区位于单晶硅片的下端，从而可以使压敏电阻膜层的敏感部分与外界隔离开来，可以避免外界酸碱物质、粉尘颗粒等杂质对压敏电阻膜层敏感部分所带来的影响，提高了压力传感器的可靠程度。
【IPC分类】G01L19/00, G01L1/00
【公开号】CN204758178
【申请号】CN201520364237
【发明人】孙艳美
【申请人】歌尔声学股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月29日