基于MEMS系芯片上热补偿的谐振式压力传感器及制备工艺的制作方法

技术特征：
1.一种基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器，其特征在于：所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器，包括为压力薄膜(1)，谐振器固定点(2)，谐振器(3)，hf释放孔(4)，感应电极和驱动电极(5)，谐振器弹簧(6)，外表面层(7)；其中：压力薄膜(1)设置在谐振器(3)的谐振器固定点(2)上，谐振器(3)上带有hf释放孔(4)，感应电极和驱动电极(5)与谐振器(3)连接，谐振器(3)上带有谐振器弹簧(6)，谐振器(3)侧壁带有外表面层(7)。2.根据权利要求1所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器，其特征在于：所述的外表面层(7)为谐振器重掺杂和/或涂有氧化层的外表面。3.根据权利要求1所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器，其特征在于：所述的hf释放孔(4)均布在谐振器(3)上。4.根据权利要求1所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器，其特征在于：所述的谐振器弹簧(6)至少为一个，是通过等离子体刻蚀硅形成的。5.一种如权利要求1所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器的制备工艺，其特征在于：所述的谐振器(3)的外表面层(7)侧壁，重掺杂和/或在侧壁上涂覆二氧化硅；气体掺杂，磷化氢、三氯氧磷、硼烷、掺杂的cvd氧化层、掺杂的poly和外延层，用来限制简并掺杂到谐振器及其弹簧的侧壁和外表面，氧化层能热生长或cvd/pecvd沉积；光刻和drie等离子体刻蚀能改变谐振腔弹簧和电容板的角度，真空封装使用晶片到晶圆键合或cvd密封提高了谐振器的q值，也能加入薄膜吸气剂。6.根据如权利要求5所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器的制备工艺，其特征在于：所述的谐振器为电容/静电，也能在替代过程中使用压电薄膜或压阻传感元件；另一个不在膜片上的参考谐振器能包括在结构中，以提高压力传感器的性能。7.根据如权利要求5所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器的制备工艺，其特征在于：mems晶圆制造工艺：形成电路层
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金属通道、绝缘薄膜、通孔；单晶硅谐振器采用光刻胶掩模和drie等离子刻蚀，形成v
‑
hf释放孔(17)。薄膜形成：对晶圆背面进行光刻和蚀刻，以形成硅薄膜。能采用定时刻蚀、附加soi氧化层、p 外延层等方法来形成薄膜。这也能在vhf释放后进行。8.根据如权利要求5所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器的制备工艺，其特征在于：封装工艺能使用两种方法，键合工艺或者cvd沉积工艺。9.根据如权利要求5所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器的制备工艺，其特征在于：谐振式压力传感器，其一部分连接在膜片上，另一部分连接在硅片边缘。10.根据如权利要求5所述的基于mems系芯片上热补偿的谐振式压力传感器的制备工艺，其特征在于：利用光刻和等离子刻蚀技术将谐振器与取向硅片的边缘以不同的角度定向，以改善压力传感器的热性能，谐振器和弹簧能涂上一层二氧化硅，能使用化学气相沉积进行热生长或沉积；利用硼、磷、砷对谐振器和弹簧进行化学掺杂，使其达到大于1018个掺杂原子/cc的水平，以改善压力传感器的热性能；谐振器和弹簧能放置在不同于硅边缘的角度上，角度为15
‑
40
°
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技术总结
一种基于MEMS系芯片上热补偿的谐振式压力传感器，压力薄膜设置在谐振器的谐振器固定点上，谐振器上带有HF释放孔，感应电极和驱动电极与谐振器连接，谐振器上带有谐振器弹簧，谐振器侧壁带有外表面层。一种基于MEMS系芯片上热补偿的谐振式压力传感器的制备工艺，所述的谐振器的外表面层侧壁，重掺杂和/或在侧壁上涂覆二氧化硅；气体掺杂，磷化氢、三氯氧磷、硼烷、掺杂的CVD氧化层、掺杂的poly和外延层，用来限制简并掺杂到谐振器及其弹簧的侧壁和外表面，氧化层能热生长或CVD/PECVD沉积。本发明的优点：利用谐振器/硅掺杂、氧化层和晶体取向改善压力传感器的超温性能。向改善压力传感器的超温性能。向改善压力传感器的超温性能。


技术研发人员：黄向向 杨敏 道格拉斯
受保护的技术使用者：罕王微电子（辽宁）有限公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2022/1/3