一种高热稳定MEMS压力传感器及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种高热稳定mems压力传感器及其制备方法。

背景技术：

1、mems压力传感器是传感器家族中应用最为广泛的器件之一，主要基于半导体集成电路工艺和mems微机械加工工艺制成。根据工作原理不同，可分为压阻式、电容式和谐振式，其中压阻式mems压力传感器技术最为成熟，应用最为常见，它是在半导体材料膜片上用半导体工艺制作扩散电阻作为敏感元件，当受到外界压力时膜片产生形变，膜片上的扩散电阻阻值随之发生变化，根据阻值变化的大小即可确定压力信号大小。

2、但是半导体扩散电阻阻值受温度影响波动很大，导致在初上电或高低温差变化较大时传感器热不稳定，影响传感器的零点和灵敏度性能，使之无法满足高要求的应用场景需求。为了提升压力传感器热稳定性，亟需一种新的高热稳定mems压力传感器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高热稳定mems压力传感器及其制备方法，以解决传统mems压力传感器扩散电阻表面一般直接覆盖低热导率的sio2，上电或高低温后回零参数离散波动较大，且无法通过有效手段调理解决的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种高热稳定mems压力传感器，包括四个压敏扩散电阻，还包括：

3、高热导率低应力介质膜层，直接淀积在压敏扩散电阻上，所述高热导率低应力介质膜层将四个压敏扩散电阻连通；

4、所述高热导率低应力介质膜层通过光刻、腐蚀形成散热天线结构。

5、在一种实施方式中，所述高热导率低应力介质膜层设置在所述压敏扩散电阻的上表面并与所述压敏扩散电阻直接接触，所述高热导率低应力介质膜层将四个压敏扩散电阻连通。

6、在一种实施方式中，所述高热导率散热天线设置在所述高热导率低应力介质膜层上。

7、在一种实施方式中，还包括半导体材料基底、压敏膜片；所述压敏膜片设置在所述半导体材料基底的上表面；所述压敏扩散电阻设置在所述压敏膜片的内部上表面。

8、本发明还提供一种高热稳定mems压力传感器的制备方法，包括：

9、使用高精度半导体工艺完成传感器正面扩散电阻的制备；

10、表面淀积一层牺牲层；

11、在扩散电阻区域光刻、刻蚀牺牲层，开出窗口露出扩散电阻区；

12、在扩散电阻上直接淀积高热导率低应力介质膜层；

13、光刻、腐蚀高热导率低应力介质膜层，形成将四个扩散电阻连通的热平衡桥和散热天线；

14、湿法腐蚀，释放牺牲层。

15、在一种实施方式中，所述牺牲层为导热率低的sio2。

16、本发明提供的一种高热稳定mems压力传感器及其制备方法，在mems压力传感器的扩散电阻表面增加高热导率低应力介质膜层sin接触淀积，和创新性地设计散热天线结构增大散热截面积，可以极大地减少传感器初上电和高低温差变化较大时热稳定时间，提升压力传感器热稳定性，使之可满足高要求的应用场景需求。

技术特征：

1.一种高热稳定mems压力传感器，其特征在于，包括四个压敏扩散电阻，还包括：

2.如权利要求1所述的高热稳定mems压力传感器，其特征在于，所述高热导率低应力介质膜层设置在所述压敏扩散电阻的上表面并与所述压敏扩散电阻直接接触，所述高热导率低应力介质膜层将四个压敏扩散电阻连通。

3.如权利要求1所述的高热稳定mems压力传感器，其特征在于，所述高热导率散热天线设置在所述高热导率低应力介质膜层上。

4.如权利要求1所述的高热稳定mems压力传感器，其特征在于，还包括半导体材料基底、压敏膜片；所述压敏膜片设置在所述半导体材料基底的上表面；所述压敏扩散电阻设置在所述压敏膜片的内部上表面。

5.一种高热稳定mems压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的高热稳定mems压力传感器，其特征在于，所述牺牲层为导热率低的sio2。

技术总结本发明公开一种高热稳定MEMS压力传感器及其制备方法，属于半导体领域，包括半导体材料基底、压敏扩散电阻、压敏膜片、高热导率低应力介质膜层和高热导率散热天线。压敏膜片设置在半导体材料基底的上表面；压敏扩散电阻设置在压敏膜片的内部上表面；高热导率低应力介质膜层设置在压敏扩散电阻的上表面并与压敏扩散电阻直接接触，高热导率低应力介质膜层将四个压敏扩散电阻连通；高热导率散热天线设置在高热导率低应力介质膜层上。本发明通过增加高热导率低应力介质膜层SiN接触淀积，和创新性地设计散热天线结构增大散热截面积，加快传感器上电和高低温变化下热稳定速度，从而保证了压力传感器零点与灵敏度性能稳定性，保障产品性能。技术研发人员：陈培仓,王卫东,吴建伟,朱赛宁,杨杰,王涛,彭时秋受保护的技术使用者：无锡中微晶园电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/16