一种传感器芯片的制造方法与流程

本发明涉及传感器制造领域，特别涉及一种mems压力传感器芯片的制造方法。背景技术：：压力是最重要的力学参数之一，也是重要的过程参数，在生产生活中有着重要的应用。随着信息技术的进步，早期采用的机械式压力传感器逐步被电子式压力传感器所取代，尤其是随着mems(micro-electro-mechanicalsystem，微电子机械系统)技术的进步，基于mems技术的压力传感器已经成为主流。mems压力传感器主要指采用mems原理和工艺制作的压力传感器，由于微电子机械系统具有广泛的外延，采用压阻式、电容式、谐振式、压电式、场效应管式、声表面波式传感原理的压力传感器都可以采用mems工艺技术实现批量化、小型化、集成化和智能化的目的。压力一般可以表示为绝对压力和差压两种。mems压力传感器主要采用两种测量原理，一种为压阻式，一种为电容式。压阻式差压传感器芯片中的一个主要组成结构为弹性敏感膜结构，弹性敏感膜结构主要由单晶硅制造，为了隔离从安装底面传递来的应力，一般会采用玻璃衬底或单晶硅衬底提供应力隔离。其中，采用单晶硅衬底的压阻式差压传感器芯片的典型结构如图1和图2所示，以下分别结合图1、图2简要说明单晶硅衬底的压阻式差压传感器芯片的典型工艺过程。如图1所示，第一种典型工艺的特点在于采用一次刻蚀工艺形成参考压力腔体，并同时制造弹性敏感膜，而且弹性敏感膜是在正面工艺(包含敏感电阻制造工艺等现有标准ic工艺)完成后进行，即postmems工艺(是指在标准ic工艺之后进行的微机械加工)。其典型工艺如下：(1)在结构衬底(结构层)100朝向支撑衬底(把手层)200的表面制备介质粘合层101，并通过键合工艺将结构衬底100与支撑衬底200粘合成一体，形成soi(silicononinsulator，绝缘体上硅)结构，其中，介质粘合层101可采用热氧化工艺制备，键合工艺例如融硅键合工艺，结构衬底100和支撑衬底200材料例如硅材料，介质粘合层101的材料例如二氧化硅；(2)在soi结构的正面(即结构衬底100背向支撑衬底200的表面)进行压阻特性敏感电阻相关结构的制造，包括形成介质绝缘层102、具有压阻特性的应变敏感电阻103、用于应变敏感电阻103互联和电极引出的金属薄层104、用于表面保护的钝化层105，其中，介质绝缘层102的材料例如二氧化硅，钝化层105的材料例如二氧化硅或者氮化硅，应变敏感电阻103例如通过离子注入手段制备的p型电阻，金属薄层104材料例如铜或铝；(3)在支撑衬底200背面(即支撑衬底200背向结构衬底100的表面)进行深刻蚀，形成参考压力腔体201，参考压力腔体201构成压力进出通道，完成参考压力腔体201的制备后便同时形成弹性敏感膜结构，其中硅深刻蚀可采用深反应离子刻蚀(drie，deepreactiveionetching)方法。在图1中，参考压力腔体201的顶面(即暴露于参考压力腔体201的介质粘合层101表面)到钝化层105的表面之间的结构为弹性敏感膜(即图1中参考压力腔体201上部区域中的结构部分)，如果弹性敏感膜两侧的压力差变化，则弹性敏感膜将发生形变，该形变被应变敏感电阻103所检测，产生与压力差成比例的信号输出。如图2所示，第二种典型工艺的特点在于采用两次刻蚀工艺形成参考压力腔体和引压孔，引压孔、参考压力腔体的制备和弹性敏感膜的制备不是同步进行的，即采用了beforemems工艺(是指在标准的ic工艺之前进行的微机械工艺)和postmems工艺的结合。其典型工艺如下：(1)在支撑衬底200朝向结构衬底100的表面制备参考压力腔体201，可采用反应离子刻蚀(rie，reactiveionetching)方法制备参考压力腔体201；(2)在结构衬底100朝向支撑衬底200的表面制备粘合介质层101，通过键合工艺将结构衬底100与支撑衬底200粘合成一体，在粘合过程中，参考压力腔体201内部的气压应低于100pa；(3)对结构衬底100进行减薄，使得结构衬底100达到所需要的厚度，进而在参考压力腔体201的顶面(即暴露于参考压力腔体201的介质粘合层101表面)到结构衬底100的正面(减薄后的结构衬底100的表面)之间形成初始弹性敏感膜，初始弹性敏感膜的厚度从几微米到几十微米；(4)在结构衬底100的正面进行压阻特性敏感电阻相关结构的制造，包括形成介质绝缘层102、具有压阻特性的应变敏感电阻103、用于应变敏感电阻103互联和电极引出的金属薄层104、用于表面保护的钝化层105；(5)在支撑衬底200背面(即支撑衬底200背向结构衬底100的表面)进行深刻蚀，形成引压孔202，引压孔202与参考压力腔体201联通而共同构成压力进出通道，参考压力腔体201的顶面(即暴露于参考压力腔体201的介质粘合层101表面)到钝化层105的表面之间的结构为最终形成的弹性敏感膜(即图3中参考压力腔体201上部区域中的结构部分)，如果弹性敏感膜两侧的压力差变化，则弹性敏感膜发生形变，该形变被应变敏感电阻103所检测，产生与压力差成比例的信号输出。上述两种典型工艺均存在着影响传感器性能的因素，图3和图4分别说明了两种典型工艺存在的问题。如图3所示，上述关于图1所示的结构的相关工艺，即采用一次刻蚀工艺存在的问题主要在于刻蚀侧壁的倾斜导致了弹性敏感膜尺寸精度的下降。在对支撑衬底200进行深刻蚀而形成参考压力腔体201时，参考压力腔体201的侧壁203的倾斜角度α对弹性敏感膜的尺寸偏差δ有巨大影响，其中，弹性敏感膜的尺寸偏差δ是指弹性敏感膜的理论尺寸与实际尺寸之间的偏差。现有刻蚀工艺能力不能保证深刻蚀时的侧壁倾斜角度的一致性，这会造成芯片弹性敏感膜尺寸的偏差，从而影响压力传感器芯片性能。尺寸偏差δ与支撑衬底的厚度d和刻蚀的侧壁倾斜角度α的关系公式如下：δ＝d·tanα其中，tanα是指对α角取正切值。下表示出了尺寸偏差和支撑衬底厚度、侧壁倾斜角度之间的关系。厚度d(um)倾斜角α(°)尺寸偏差δ(um)400004000.53.494001.06.984001.510.47400213.97如图4所示，上述关于图2所示的结构的相关工艺，即采用二次刻蚀工艺存在的问题主要在于制备过程中由于弹性敏感膜两侧的压力差导致的弹性敏感膜的变形。在将结构衬底100与支撑衬底200粘合成一体时，参考压力腔体201内部的气压需要保持在100pa以下，使得所形成的封闭的参考压力腔体201的内部气压在随后的制备工艺当中低于外部的气压，即结构衬底100的上表面的气压高于参考压力腔体201的气压，进而在弹性敏感膜结构区域两侧气压的压力差会使得弹性膜结构区域产生变形。在该变形存在的情况下，随后进行压阻特性敏感电阻相关结构的制造所形成的介质绝缘层102、应变敏感电阻103、金属薄层104和钝化层105，均会含有预应力，该预应力影响了压力传感器的零点一致性和零点稳定性。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供一种压阻式差压传感器芯片的制造方法，以提高其弹性敏感膜的尺寸精度并消除弹性敏感膜的预应力影响，进而提升压力传感器芯片性能。本发明的技术方案是这样实现的：一种传感器芯片的制造方法，包括：提供支撑衬底和结构衬底；对所述支撑衬底进行刻蚀形成参考压力腔，并在所述参考压力腔的中心区域形成支撑结构；将所述支撑衬底和所述结构衬底通过介质绝缘层键合在一起，其中，所述参考压力腔和所述支撑结构朝向所述结构衬底；在所述结构衬底背向所述支撑衬底的一侧形成弹性敏感膜结构，所述弹性敏感膜结构所在的区域与所述参考压力腔和所述支撑结构所在的区域重叠；从所述支撑衬底背向所述结构衬底的表面对所述支撑衬底进行刻蚀，以形成贯通至所述参考压力腔的引压孔并将所述支撑结构去除。可选地，在所述参考压力腔的中心区域形成支撑结构时，所述支撑结构的表面高度与所述支撑衬底的表面高度相等。可选地，在对所述支撑衬底进行刻蚀形成参考压力腔之后，并将所述支撑衬底和所述结构衬底通过介质绝缘层键合在一起之前，所述方法进一步包括：在所述参考压力腔的外侧壁形成刻蚀保护层，其中，所述外侧壁为所述参考压力腔远离所述支撑结构的侧壁。可选地，所述的将所述支撑衬底和所述结构衬底通过介质绝缘层键合在一起，包括：在所述结构衬底朝向所述支撑衬底的表面形成所述介质绝缘层；利用所述介质绝缘层将所述支撑衬底和所述结构衬底键合在一起。可选地，所述的将所述支撑衬底和所述结构衬底通过介质绝缘层键合在一起，包括：在所述支撑衬底朝向所述结构衬底的表面形成所述介质绝缘层，其中，所述刻蚀保护层作为所述介质绝缘层的一部分与所述介质绝缘层一同形成；利用所述介质绝缘层将所述支撑衬底和所述结构衬底键合在一起。可选地，在去除所述支撑结构后，所述方法还包括：去除所述参考压力腔中的介质绝缘层。可选地，对所述支撑衬底进行刻蚀，以形成所述引压孔时：所述引压孔的侧壁与未去除所述支撑结构时的所述参考压力腔的下表面中线对齐。可选地，在所述结构衬底背向所述支撑衬底的一侧形成弹性敏感膜结构，包括：对所述结构衬底减薄的步骤；在所述结构衬底形成介质层、压阻应变电阻、互联金属薄层和钝化防护层的步骤。可选地，所述参考压力腔的深度满足d＝δ/tanα其中，d为所述参考压力腔的深度，δ为所述弹性敏感膜结构的尺寸偏差，α为对所述支撑衬底进行深刻蚀的侧壁倾斜角度。可选地，对所述支撑衬底进行刻蚀所形成的参考压力腔中，所述参考压力腔的外侧壁和与其相对的所述支撑结构的侧壁之间的宽度满足c≥a·2d·tanα其中，c为所述参考压力腔的外侧壁和与其相对的所述支撑结构的侧壁之间的宽度，a为调节系数，1.5≤a≤2，d为所述支撑衬底的厚度，α为对所述支撑衬底进行深刻蚀的侧壁倾斜角度。从上述方案可以看出，本发明的传感器芯片的制造方法，在制备弹性敏感膜结构之前，在支撑衬底制备参考压力腔时，先在参考压力腔中形成支撑结构，进而支撑结构在后期制备弹性敏感膜结构时，对弹性敏感膜结构起到支撑作用，使得弹性敏感膜结构得到支撑，从而降低弹性敏感膜结构的变形，消除因为弹性敏感膜变形造成的预应力影响，保证所制成的压力传感器的零点一致性和零点稳定性。另外，本发明的传感器芯片的制造方法，先在支撑衬底朝向结构衬底的一侧形成较浅的参考压力腔，而不是穿通支撑衬底的深刻蚀的参考压力腔，并在参考压力腔侧壁形成刻蚀保护层，后期在完成制备弹性敏感膜结构之后，再从支撑衬底背向结构衬底的一侧形成穿通支撑衬底并贯通至参考压力腔的引压孔并将支撑结构去除从而完成参考压力腔的制程，在该过程中，先在支撑衬底朝向结构衬底的一侧形成较浅的参考压力腔时参考压力腔的开口便已经确定，并且参考压力腔很浅，所以不会产生参考压力腔尺寸的失控问题，即使后期制备的深度较深的引压孔的侧壁在刻蚀过程中产生尺寸的偏移，也不会对参考压力腔的尺寸产生任何影响，保证了弹性敏感膜的尺寸精度。另外，本发明实施例中，引压孔的侧壁位于未去除支撑结构时的参考压力腔外侧壁和支撑结构侧壁之间的中线位置处，进而给引压孔与参考压力腔之间的位置对准预留了足够的空间和允许的误差，降低了制程工艺中的对准难度。附图说明图1为现有的一种压阻式差压传感器芯片的结构示意图；图2为现有的另一种压阻式差压传感器芯片的结构示意图；图3为图1所示的压阻式差压传感器芯片在制备过程中所产生的结构问题；图4为图2所示的压阻式差压传感器芯片在制备过程中所产生的结构问题；图5为本发明实施例的传感器芯片的制造方法流程图；图6为本发明实施例中支撑衬底形成参考压力腔和支撑结构的剖视结构示意图；图7为图6所示结构的俯视结构示意图；图8为图6所示结构基础上在参考压力腔的外侧壁形成刻蚀保护层后的剖视结构示意图；图9为本发明实施例中在结构衬底形成介质绝缘层后的剖视结构示意图；图10为本发明实施例中的结构衬底核支撑衬底键合在一起后的剖视结构示意图；图11为本发明实施例中形成弹性敏感膜结构后的剖视结构示意图；图12为本发明实施例中形成引压孔并去除支撑结构后所制成的压力传感器芯片的剖视结构示意图；图13为本发明实施例中在支撑衬底淀积刻蚀保护层后的剖视结构示意图；图14为在图13所示结构的基础上将结构衬底和支撑衬底键合后的剖视结构示意图；图15为在图14所示结构的基础上形成弹性敏感膜结构后的剖视结构示意图；图16为在图15所示结构的基础上形成引压孔后的剖视结构示意图；图17为在图16所示结构的基础上去除引压孔和参考压力腔中的刻蚀保护层后的剖视结构示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。本发明实施例提供了一种传感器芯片的制造方法，如图5所示，主要包括以下步骤：步骤1、提供支撑衬底和结构衬底；步骤2、对支撑衬底进行刻蚀形成参考压力腔，并在参考压力腔的中心区域形成支撑结构；步骤3、将支撑衬底和结构衬底通过介质绝缘层键合在一起，其中，参考压力腔和支撑结构朝向所述结构衬底；步骤4、在结构衬底背向支撑衬底的一侧形成弹性敏感膜结构，弹性敏感膜结构所在的区域与参考压力腔和支撑结构所在的区域重叠；步骤5、从支撑衬底背向结构衬底的表面(并在与参考压力腔所重叠的区域)对支撑衬底进行刻蚀，以形成贯通至参考压力腔的引压孔并将支撑结构去除。在可选实施例中，支撑衬底和结构衬底均为硅衬底，支撑衬底为n型单晶硅。在可选实施例中，在步骤2中，在参考压力腔的中心区域形成支撑结构时，支撑结构的表面高度与支撑衬底的表面高度相等，即支撑结构的表面和支撑衬底的表面处于同一平面。其中，支撑结构用于后续步骤中形成弹性敏感膜结构时，对弹性敏感膜结构进行支撑从而避免弹性敏感膜结构产生变形，消除弹性敏感膜因为变形造成的预应力影响，保证所制成的压力传感器的零点一致性和零点稳定性。在可选实施例中，步骤2可采用光刻结合干法刻蚀的方法形成参考压力腔，其中干法刻蚀可采用rie工艺。在可选实施例中，在执行步骤2的对支撑衬底进行刻蚀形成参考压力腔之后，并在执行步骤3的将支撑衬底和结构衬底通过介质绝缘层键合在一起之前，本发明实施例的传感器芯片的制造方法还进一步包括：步骤2.5、在参考压力腔的外侧壁形成刻蚀保护层，其中，外侧壁为参考压力腔远离所述支撑结构的侧壁。在该可选实施例中，通过所增加的刻蚀保护层，能够防止后续步骤中刻蚀形成引压孔并将支撑结构去除的过程中对参考压力腔的外侧壁的腐蚀，确保弹性敏感膜尺寸的精确。在可选实施例中，刻蚀保护层材料例如二氧化硅。上述步骤2.5中的刻蚀保护层可以单独形成，或者结合于支撑衬底和结构衬底之间的介质绝缘层的制备过程而与介质绝缘层一同形成。其中，刻蚀保护层单独形成的方法例如：在对支撑衬底进行刻蚀形成参考压力腔之后，在支撑衬底正面(形成参考压力腔的一面)形成刻蚀保护层，刻蚀保护层覆盖了包含支撑衬底表面、参考压力腔外侧壁、参考压力腔底面、支撑结构侧壁和支撑结构表面的整个支撑衬底朝向结构衬底的一面，可采用热氧化或者cvd(chemicalvapordeposition，化学气相沉积)方法形成刻蚀保护层，之后，结合光刻工艺选择性去除参考压力腔外侧壁以外的其它部分的刻蚀保护层，仅保留覆盖于参考压力腔的外侧壁的刻蚀保护层。在上述刻蚀保护层单独形成的实施例基础上，步骤3中的将支撑衬底和结构衬底通过介质绝缘层键合在一起，具体包括：步骤31、在结构衬底朝向支撑衬底的表面形成介质绝缘层；步骤32、利用介质绝缘层将支撑衬底和所述结构衬底键合在一起。在可选实施例中，步骤31中可采用热氧化或者cvd形成介质绝缘层。在可选实施例中，步骤32中可采用融硅键合工艺。上述步骤2.5中的刻蚀保护层结合于支撑衬底和结构衬底之间的介质绝缘层的制备过程而与介质绝缘层一同形成的实施例中，步骤2.5可隐含于步骤3中执行，在该实施例中，步骤3中的将支撑衬底和结构衬底通过介质绝缘层键合在一起，包括：步骤31’、在支撑衬底朝向结构衬底的表面形成介质绝缘层，其中，刻蚀保护层作为介质绝缘层的一部分与介质绝缘层一同形成，除此以外，介质绝缘层还覆盖了支撑衬底表面、参考压力腔底面、支撑结构侧壁和支撑结构表面；步骤32’、利用介质绝缘层将支撑衬底和结构衬底键合在一起。在可选实施例中，步骤31’中可采用热氧化或者cvd形成介质绝缘层和刻蚀保护层。在可选实施例中，步骤32’中可采用融硅键合工艺。在可选实施例中，步骤3中的将支撑衬底和结构衬底通过介质绝缘层键合在一起后，参考压力腔内部的气压小于100pa。参考压力腔内部的气压需要保持小于100pa的原因主要在于，在后续工艺步骤中存在1000℃的高温步骤，在此工艺步骤中，为避免参考压力腔内部的气体膨胀导致弹性敏感膜结构破碎风险，所以需要保持参考压力腔内部的气压小于100pa，需要进一步说明的是，参考压力腔内部的气压小于100pa是指在室温下的参考压力腔内部的气压值。经过步骤3之后，由于支撑结构的表面高度与支撑衬底的表面高度相等，因此，虽然参考压力腔内部的气压小于100pa，但是由于支撑衬底中的键合部分包含了支撑结构的表面，使得支撑结构通过介质绝缘层对其上方的结构衬底起到支撑作用，并且支撑结构此时占用了大部分空间使得此时的参考压力腔的体积很小，进而此时的参考压力腔中的气压对其上方的结构衬底和弹性敏感膜结构所产生的变形影响可以忽略不计，进而在后续步骤4中，在支撑结构上方的结构衬底形成弹性敏感膜结构的过程中，对其上方的结构衬底和弹性敏感膜结构进行支撑，避免所形成的弹性敏感膜结构产生变形而造成预应力影响。在可选实施例中，在步骤4中的在结构衬底背向支撑衬底的一侧形成弹性敏感膜结构，包括：步骤41、对结构衬底减薄的步骤；步骤42、在结构衬底形成介质层、压阻应变电阻、互联金属薄层和钝化防护层的步骤。上述步骤41和步骤42均可采用现有的压力传感器芯片中关于衬底减薄和弹性敏感膜结构的形成方法，采用标准ic工艺，此处不再赘述。其中，所形成的介质层、压阻应变电阻、互联金属薄层和钝化防护层的结构可采用现有的结构形式，此处不再赘述。在可选实施例中，介质层材料例如二氧化硅，压阻应变电阻材料例如通过离子注入手段制备的p型电阻，互联金属薄层材料例如铜或铝，钝化防护层材料例如二氧化硅或者氮化硅。在可选实施例中，步骤5可采用光刻结合干法刻蚀的方法形成引压孔并去除支撑结构，其中干法刻蚀可采用drie工艺。在经过步骤5之后，贯通至参考压力腔的引压孔使得参考压力腔内外的气体压力值相等，进而弹性敏感膜结构再也不会因为传感器芯片的制造过程中其两侧气压的压力差而导致变形，此时随同刻蚀形成引压孔的过程，将支撑结构一并刻蚀掉，也不会对弹性敏感膜结构产生变形的影响。在可选实施例中，在步骤5中的去除支撑结构后，所述方法还可进一步包括：去除参考压力腔中的介质绝缘层。例如，对于上述的刻蚀保护层结合于支撑衬底和结构衬底之间的介质绝缘层的制备过程而与介质绝缘层一同形成的实施例而言，去除支撑结构后，会在参考压力腔中残留有与去除支撑结构之前与参考压力腔和支撑结构形貌相匹配的介质绝缘层，此时便需要去除参考压力腔中的介质绝缘层。在该可选实施例中，去除的介质绝缘层包含了参考压力腔中的结构衬底表面的介质绝缘层和参考压力腔的外侧壁的刻蚀保护层。在该可选实施例中，可采用湿法刻蚀方法对参考压力腔中的介质绝缘层进行选择性去除，进而不会对参考压力腔周围的支撑衬底和结构衬底的材料造成破坏。而对于上述的刻蚀保护层单独形成并且介质绝缘层形成于结构衬底朝向支撑衬底的表面的实施例中，可以选择不去除参考压力腔中的介质绝缘层，也可以选择去除参考压力腔中的介质绝缘层。在可选实施例中，步骤5中对支撑衬底进行刻蚀，以形成引压孔时，引压孔的侧壁位于参考压力腔的外侧壁和支撑结构侧壁之间，优选地，引压孔的侧壁与未去除支撑结构时的参考压力腔的下表面中线对齐，即引压孔的侧壁位于参考压力腔的外侧壁和支撑结构侧壁之间的中间位置。此时的参考压力腔的下表面为参考压力腔的外表面和支撑结构侧壁之间的参考压力腔的底面。在这里，不选择引压孔的侧壁与参考压力腔的外侧壁对齐的方案是因为本发明实施例中先后在支撑衬底的两个面对支撑衬底进行先后刻蚀而形成参考压力腔和引压孔，这种方法的工艺中在实现时，难以保证引压孔侧壁和参考压力腔的外侧壁完全对齐。而采用本发明实施例的方案，将引压孔的侧壁设置于参考压力腔的外侧壁和支撑结构侧壁之间，便降低了对齐难度，将引压孔的侧壁与未去除支撑结构时的参考压力腔的下表面中线对齐保证了一定的对齐容错率，并且使得参考压力腔的外侧壁和引压孔的侧壁之间具有一个阻挡刻蚀过程中引压孔的侧壁向外侧扩张而影响参考压力腔的外侧壁的台阶结构(即未去除支撑结构时的参考压力腔的底面)，进而实现了在刻蚀形成引压孔的过程中进一步对参考压力腔外侧壁的保护，进一步保证了弹性敏感膜的尺寸精度。在可选实施例中，所形成的参考压力腔的深度满足d＝δ/tanα其中，d为参考压力腔的深度，δ为弹性敏感膜结构的尺寸偏差，α为对支撑衬底进行深刻蚀的侧壁倾斜角度。弹性敏感膜结构的尺寸偏差是指，对于弹性敏感膜结构的宽度(沿结构衬底表面的延伸方向的宽度)而言，实际宽度和设计宽度之间的偏差。在可选实施例中，对支撑衬底进行刻蚀所形成的参考压力腔中，参考压力腔的外侧壁和与其相对的支撑结构的侧壁之间的宽度满足c≥a·2d·tanα其中，c为参考压力腔的外侧壁和与其相对的支撑结构的侧壁之间的宽度，a为调节系数，1.5≤a≤2，d为支撑衬底的厚度，α为对支撑衬底进行深刻蚀的侧壁倾斜角度。采用该关系式和调节系数范围可保证偏差较小。以下结合两个具体实施例，对本发明实施例的传感器芯片的制造方法进行进一步说明。实施例一步骤a1、如图6所示，提供支撑衬底200，并对支撑衬底200的上表面(朝向结构衬底100的表面)进行刻蚀以形成参考压力腔301，在参考压力腔301的中心区域形成支撑结构302。其中，支撑衬底200材料为单晶硅，优选地，支撑衬底200材料为n型单晶硅(001)，n型为导电类型，(001)是指晶面。其中，可采用光刻结合干法刻蚀的方法形成参考压力腔301，其中干法刻蚀可采用rie工艺。图7示出了支撑衬底200的参考压力腔301和支撑结构302的俯视结构。其中，如图7所示，参考压力腔301(图7中阴影区域)为正方形，支撑结构302位于参考压力腔301的中心，使得在未去除支撑结构302时，参考压力腔301呈现“回”字形的凹槽结构，这是因为支撑结构302占用了参考压力腔301的中心区域，支撑结构302为正方形。步骤a1中，支撑结构302表面未被刻蚀，进而支撑结构302的表面和支撑衬底200其它部分的表面等高。优选地，参考压力腔301的深度为5um至30um，参考压力腔301从其远离支撑结构302的外侧壁到支撑结构302的侧壁之间的宽度(即上述凹槽结构的宽度)为30um至60um，参考压力腔301的边长(即去除支撑结构302后参考压力腔301的宽度)为100um至2000um。步骤a2、如图8所示，对支撑衬底200包含参考压力腔301和支撑结构302的上表面整体淀积刻蚀保护层，并选择性去除参考压力腔301的外侧壁以外其余部分的刻蚀保护层，仅在参考压力腔301的外侧壁保留刻蚀保护层303，其中，参考压力腔301的外侧壁为参考压力腔301远离支撑结构302的侧壁。优选地，刻蚀保护层303材料为氧化硅，厚度为100nm至2um，刻蚀保护层的淀积可采用热氧化方法或者cvd方法。步骤a3、如图9所示，提供结构衬底100，并在结构衬底100的下表面(朝向支撑衬底200的表面)形成介质绝缘层101。其中，结构衬底100材料为单晶硅，介质绝缘层101材料为而二氧化硅。采用热氧化或者cvd方法形成介质绝缘层101。优选地，介质绝缘层101的厚度为0.1um至2um。步骤a4、如图10所示，结构衬底100通过介质绝缘层101与支撑衬底200键合。本步骤中，采用融硅键合工艺将结构衬底100和支撑衬底200键合在一起。步骤a5、将结构衬底100的上表面(背向支撑衬底200的表面)减薄。本步骤中，减薄工艺可采用cmp(chemicalmechanicalpolishing，化学机械研磨)、电化学腐蚀、自停止腐蚀等方法或这些方法的组合。减薄后的结构衬底100厚度为5um至100um。步骤a6、如图11所示，在结构衬底100的上表面形成弹性敏感膜结构，弹性敏感膜结构位于参考压力腔301和支撑结构302的上方，即弹性敏感膜结构位于结构衬底100中与参考压力腔301和支撑结构302相对应的位置。本步骤中，弹性敏感膜结构可采用现有的弹性敏感膜结构形式，其制备过程可采用现有的弹性敏感膜结构的制备过程，具体包括介质层102的制备过程、压阻应变电阻103的制备过程、互联金属薄层104的制备过程、钝化防护层105的制备过程。在该结构中，压阻应变电阻103数量例如4个，4个压阻应变电阻103由互联金属薄层104引出，在压力传感器电路中，4个压阻应变电阻103构成惠斯顿检测电桥电路，钝化防护层105暴露出互联金属薄层104并形成与互联金属薄层104电连接的焊盘(图中未示出)，通过各个焊盘之间的点连接而形成惠斯顿检测电桥。在可选实施例中，介质层102材料例如二氧化硅、压阻应变电阻103材料例如单晶硅、多晶硅等，介质层102、压阻应变电阻103、互联金属薄层104、钝化防护层105的制备过程采用光刻、刻蚀、沉积等现有半导体工艺实现，不再赘述。介质层102、压阻应变电阻103、互联金属薄层104以及钝化防护层105与包含支撑结构302的整个参考压力腔301所占区域之间的相对位置与现有技术中的压力传感器芯片中的结构相同，此处不再赘述。本步骤中，由于支撑结构302的存在，使得支撑结构302上方的弹性敏感膜结构(位于结构衬底100一侧)受到支撑结构302的支撑而抵消了来自弹性敏感膜结构两侧的气压差，避免了弹性敏感膜结构凹陷变形，进而消除了弹性敏感膜结构凹陷变形所带来的预应力，进而消除了该预应力对压力传感器的零点一致性和零点稳定性的影响，提升了所制成的压力传感器的性能。步骤a7、如图12所示，从支撑衬底200下表面一侧(背向结构衬底100的表面)对支撑衬底200进行刻蚀，形成引压孔304，引压孔304从支撑衬底200的下表面贯通至参考压力腔301，形成引压孔304并贯通至参考压力腔301后，继续进行刻蚀，并以刻蚀保护层303和介质绝缘层101作为阻挡层(刻蚀停止层)进一步将参考压力腔301中心区域的支撑结构302去除。本步骤中，引压孔304和支撑结构302的刻蚀采用干法刻蚀方法，优选采用drie工艺。优选地，引压孔304的侧壁位于未去除支撑结构302时的参考压力腔301外侧壁和支撑结构302侧壁之间的中线位置处，即引压孔304的侧壁与位于图11中的未去除支撑结构302时的参考压力腔301的凹槽下表面的中线对齐。采用这种方式，一方面，在引压孔304制备时，给引压孔304与参考压力腔301之间的位置对准预留了足够的空间和允许的误差，另一方面，可保证在误差允许的范围内引压孔304的侧壁不会超过参考压力腔301的外侧壁，即保证参考压力腔301的宽度大于引压孔304的宽度，进而在刻蚀引压孔304的过程中，不会对参考压力腔301的侧壁产生刻蚀影响，进而加上刻蚀保护层303对参考压力腔301的保护作用，不会导致参考压力腔301宽度在引压孔304的制备过程中发生变化而降低参考压力腔301上方的弹性敏感膜的尺寸精度。而由于本发明实施例中，参考压力腔301的制备是在支撑衬底200面向结构衬底100的一侧进行的，制备时的参考压力腔301的开口便已经确定，并且参考压力腔301的深度相比于引压孔304来说很浅，所以不会产生对参考压力腔301尺寸的失控问题，所以本实施例中，后期进行引压孔304的制备过程中，即使引压孔304的侧壁在刻蚀过程中产生了尺寸的偏移，也不会对参考压力腔301的尺寸产生任何影响，保证了弹性敏感膜的尺寸精度。实施例二步骤b1、如图6所示，提供支撑衬底200，并对支撑衬底200的上表面(朝向结构衬底100的表面)进行刻蚀以形成参考压力腔301，在参考压力腔301的中心区域形成支撑结构302。优选地，参考压力腔301的深度为5um至30um，参考压力腔301从其远离支撑结构302的外侧壁到支撑结构302的侧壁之间的宽度(即上述凹槽结构的宽度)为30um至60um，参考压力腔301的边长(即去除支撑结构302后参考压力腔301的宽度)为100um至2000um。步骤b2、如图13所示，对支撑衬底200包含参考压力腔301和支撑结构302的上表面整体淀积刻蚀保护层303。本发明实施例中，刻蚀保护层303覆盖了支撑衬底200、参考压力腔301和支撑结构302的整个表面和侧壁。优选地，刻蚀保护层303厚度为100nm至2um。步骤b3、如图14所示，提供结构衬底100，并通过刻蚀保护层303将结构衬底100与支撑衬底200键合。在该实施例中，刻蚀保护层303与上述实施例中的介质绝缘层101具有相同的对结构衬底100和支撑衬底200进行键合的作用。步骤b4、将结构衬底100的上表面(背向支撑衬底200的表面)减薄。优选地，减薄后的结构衬底100厚度为5um至100um。步骤b5、如图15所示，在结构衬底100的上表面形成弹性敏感膜结构，弹性敏感膜结构位于参考压力腔301和支撑结构302的上方，即弹性敏感膜结构位于结构衬底100中与参考压力腔301和支撑结构302相对应的位置。步骤b6、如图16所示，从支撑衬底200下表面一侧(背向结构衬底100的表面)对支撑衬底200进行刻蚀，形成引压孔304，引压孔304的刻蚀停止于刻蚀保护层303。此步骤中，采用干法刻蚀，优选采用drie方法。优选地，引压孔304的侧壁位于未去除支撑结构302时的参考压力腔301外侧壁和支撑结构302侧壁之间的中线位置处，即引压孔304的侧壁与位于图11中的未去除支撑结构302时的参考压力腔301的凹槽下表面的中线对齐。步骤b7、如图17所示，进一步对引压孔304和参考压力腔301中的刻蚀保护层303进行刻蚀，以去除引压孔304和参考压力腔301中的刻蚀保护层303。此步骤中，采用湿法刻蚀方法选择性去除引压孔304和参考压力腔301中的刻蚀保护层303，不会对参考压力腔301的侧壁造成破坏，进而不会对参考压力腔301的尺寸产生任何影响，保证了弹性敏感膜的尺寸精度。本发明实施例的传感器芯片的制造方法，在制备弹性敏感膜结构之前，在支撑衬底制备参考压力腔时，先在参考压力腔中形成支撑结构，进而支撑结构在后期制备弹性敏感膜结构时，对弹性敏感膜结构起到支撑作用，使得弹性敏感膜结构得到支撑，从而降低弹性敏感膜结构的变形，消除因为弹性敏感膜变形造成的预应力影响，保证所制成的压力传感器的零点一致性和零点稳定性。另外，本发明实施例的传感器芯片的制造方法，先在支撑衬底朝向结构衬底的一侧形成较浅的参考压力腔，而不是穿通支撑衬底的深刻蚀的参考压力腔，并在参考压力腔侧壁形成刻蚀保护层，后期在完成制备弹性敏感膜结构之后，再从支撑衬底背向结构衬底的一侧形成穿通支撑衬底并贯通至参考压力腔的引压孔并将支撑结构去除从而完成参考压力腔的制程，在该过程中，先在支撑衬底朝向结构衬底的一侧形成较浅的参考压力腔时参考压力腔的开口便已经确定，并且参考压力腔很浅，所以不会产生参考压力腔尺寸的失控问题，即使后期制备的深度较深的引压孔的侧壁在刻蚀过程中产生尺寸的偏移，也不会对参考压力腔的尺寸产生任何影响，保证了弹性敏感膜的尺寸精度。另外，本发明实施例中，引压孔的侧壁位于未去除支撑结构时的参考压力腔外侧壁和支撑结构侧壁之间的中线位置处，进而给引压孔与参考压力腔之间的位置对准预留了足够的空间和允许的误差，降低了制程工艺中的对准难度。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。当前第1页1 2 3