MEMS电容式传感器的制作方法

本申请涉及半导体，特别涉及一种mems电容式传感器。

背景技术：

1、基于微机电系统（micro-electro-mechanical systems，mems） 制造的器件被称为mems器件。mems电容式传感器是mems器件的重要类型之一，广泛应用于消费电子、汽车电子、医疗设备等领域中。

2、图1示出现有技术中mems电容式传感器的示意性结构图。如图1所示，mems电容式传感器100包括：衬底110、第一锚层120、振膜130、第二锚层140、背极板150。具体地，衬底110具有背腔111，在衬底的厚度方向上，背腔111贯穿衬底110。第一锚层120位于振膜130的周向边缘和衬底110之间，用于使振膜130与衬底110之间形成第一间隙。第二锚层位于背极板150的周向边缘和振膜130的周向边缘之间，用于使背极板150与振膜130之间形成第二间隙。背极板150作为固定电极，振膜130作为振动电极。当外部压力作用于振膜130时，振膜130产生形变，使第二间隙在衬底110厚度方向上的距离发生变化，从而引起电容值的改变。为了实现非工作状态时振膜130两侧的气压平衡，会在振膜130上形成多个第一通孔131。为了形成第二间隙与外部之间气流通道，会在背极板150上形成多个第二通孔151。

3、在实际工作中，气流会携带水汽、微小颗粒或微小油滴。基于图1所示的mems电容式传感器100，气流会依次经过第二通孔151、第一通孔131流向背腔111或反向流动。由于第一通孔131的数量远少于第二通孔151的数量，气流中的微小油滴更易在第一通孔131及其周围区域聚集，导致第一通孔131附近的第二间隙堵塞，进而/或者堵塞第一通孔131，使mems电容式传感器100失效。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请的目的在于提供一种mems电容式传感器，可以防止油滴污染导致的器件失效。

2、根据本实用新型的一方面，提供一种mems电容式传感器，包括：衬底，具有在其厚度方向上贯通的背腔；第一电极，所述第一电极的周向边缘经第一锚层连接所述衬底，所述第一电极具有第一子通孔，所述第一电极和所述衬底之间具有第一间隙；以及第二电极，所述第二电极的周向边缘经第二锚层连接所述第一电极，所述第二电极具有第二子通孔，所述第二电极和所述第一电极之间具有第二间隙，其中，所述第一子通孔和所述第二子通孔连通形成第一通孔，所述第一通孔经所述第一间隙连通所述背腔，在所述厚度方向上，所述第一通孔的投影与所述第二间隙的投影相互独立。

3、可选地，在所述厚度方向上，所述第一通孔的投影落入所述背腔的投影范围之内。

4、可选地，所述第一电极和所述第二电极中的一个为振动电极，另一个为固定电极，所述振动电极具有振动敏感区域，所述第一通孔位于所述振动敏感区域的周向边缘，在所述厚度方向上，所述第二间隙的投影与所述振动敏感区域的投影范围重叠，或者所述振动敏感区域的投影落入所述第二间隙的投影范围内，所述固定电极还具有第二通孔，所述第二间隙和所述第二通孔连通。

5、可选地，所述第一电极为第一振动电极，所述第二电极为所述固定电极，所述第一电极和所述第二电极形成第一电容，所述mems电容式传感器还包括第三电极，所述第三电极为第二振动电极，所述第三电极和所述第二电极形成第二电容，其中，所述第三电极的周向边缘经第三锚层连接所述第二电极，所述第三电极和所述第二电极之间具有第三间隙，所述第三间隙、所述第二通孔和所述第二间隙连通，在所述厚度方向上，所述第三间隙和所述第二间隙的投影至少部分重叠，所述第三电极具有第三子通孔，连通的所述第一通孔还包括所述第三子通孔。

6、可选地，所述第二电极沿所述第二子通孔的侧壁延伸至所述第一电极，所述第三电极沿所述第三子通孔的侧壁延伸至所述第二电极。

7、可选地，所述第三电极包括：下层部分，与所述第三锚层连接，所述下层部分设置有释放孔，在所述厚度方向上，所述释放孔的投影落入所述第二间隙的投影范围内且与所述第二通孔的投影相互独立，所述释放孔被封孔结构填充；以及上层部分，与所述下层部分层叠设置，所述上层部分覆盖所述封孔结构和所述下层部分。

8、可选地，所述下层部分为绝缘层，所述上层部分为导电层或导电层与绝缘层的复合材料层。

9、可选地，所述mems电容式传感器还包括：连接杆，所述连接杆穿过所述第二通孔，所述连接杆的一端连接所述第一电极，另一端连接所述下层部分，其中，所述连接杆的直径小于所述第二通孔的孔径。

10、可选地，所述连接杆与所述第一电极和所述下层部分的接触面绝缘。

11、可选地，所述连接杆为氮化硅材质或为氮化硅与多晶硅或/和非晶硅堆叠的多层复合材质。

12、根据本申请公开的mems电容式传感器，第一通孔贯穿mems电容式传感器形成气流通道。由于在衬底厚度方向上，第一通孔的投影与第二间隙的投影相互独立，因此，气流流经第一通孔时，不会进入第二间隙，可以有效避免油滴在第二间隙内积聚而导致电容结构失效，利于提升器件的可靠性。

1.一种mems电容式传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mems电容式传感器，其特征在于，在所述厚度方向上，所述第一通孔的投影落入所述背腔的投影范围之内。

3.根据权利要求1所述的mems电容式传感器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极中的一个为振动电极，另一个为固定电极，

4.根据权利要求3所述的mems电容式传感器，其特征在于，所述第一电极为第一振动电极，所述第二电极为所述固定电极，所述第一电极和所述第二电极形成第一电容，

5.根据权利要求4所述的mems电容式传感器，其特征在于，所述第二电极沿所述第二子通孔的侧壁延伸至所述第一电极，所述第三电极沿所述第三子通孔的侧壁延伸至所述第二电极。

6.根据权利要求4所述的mems电容式传感器，其特征在于，所述第三电极包括：

7.根据权利要求6所述的mems电容式传感器，其特征在于，所述下层部分为绝缘层，所述上层部分为导电层或导电层与绝缘层的复合材料层。

8.根据权利要求6所述的mems电容式传感器，其特征在于，所述mems电容式传感器还包括：

9.根据权利要求8所述的mems电容式传感器，其特征在于，所述连接杆与所述第一电极和所述下层部分的接触面绝缘。

10.根据权利要求8所述的mems电容式传感器，其特征在于，所述连接杆为氮化硅材质或为氮化硅与多晶硅或/和非晶硅堆叠的多层复合材质。