一种MEMS压力传感器的制作方法

本技术涉及半导体，特别涉及一种mems压力传感器。

背景技术：

1、mems器件是在微电子技术基础上发展起来的采用微加工工艺制作的微电子机械器件，已经广泛地用作传感器和执行器。例如，mems器件可以是压力传感器、加速度计、陀螺仪、硅电容麦克风。

2、传统的mems压力传感器通常为压阻式mems压力传感器及电容mems压力传感器，压阻式mems压力传感器及电容mems压力传感器在测量过程中通常会存在寄生的问题，对测量的灵敏度造成影响。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种mems压力传感器，采用热电堆结构以及透镜结构，代替了传统的压阻式mems压力传感器及电容mems压力传感器，从而减少了寄生，提高了灵敏度。

2、本实用新型第一方面提供一种mems压力传感器，包括：

3、衬底；

4、热电堆结构，位于所述衬底上；

5、键合层，位于所述衬底上，围绕所述热电堆结构；

6、透明层，位于所述键合层远离所述衬底的表面，所述透明层靠近所述衬底的表面开设有凹槽，所述凹槽内具有透镜结构；以及

7、反射层，位于所述透明层远离所述键合层的表面，所述反射层中具有贯穿所述反射层的通孔；

8、其中，所述通孔的位置与所述透镜结构的位置相对应，所述通孔用于接收红外光，使得红外光照射至所述透明层，进而经由透镜结构照射至所述热电堆结构。

9、在一些实施例中，所述衬底具有背腔，所述背腔贯穿所述衬底。

10、在一些实施例中，包括介质层，所述介质层位于所述衬底上，所述热电堆结构埋设于所述介质层内。

11、在一些实施例中，所述介质层包括层叠的第一介质层和第二介质层，所述第一介质层位于所述衬底的第一表面，所述第二介质层位于所述第一介质层的表面。

12、在一些实施例中，包括接触金属，所述接触金属从所述衬底的第二表面向着所述第二介质层的方向延伸，贯穿所述衬底和所述第一介质层，停止于所述第二介质层内部。

13、在一些实施例中，所述热电堆结构包括多个热电偶以及多个金属连接线，所述金属连接线将多个相互分离的热电偶首尾顺序连接，以使得多个所述热电偶串联，形成热电堆结构。

14、在一些实施例中，串联的热电偶的两端经由所述金属连接线连接至相应的接触金属。

15、在一些实施例中，包括焊盘，所述焊盘位于所述衬底的第二表面，所述焊盘与相应的接触金属电连接。

16、在一些实施例中，所述第一介质层为氧化硅层，所述第二介质层为氮化硅层。

17、在一些实施例中，所述键合层内部中空，所述键合层的内表面、所述透明层的凹槽的内表面以及所述介质层的表面限定密封的空腔，所述热电堆结构以及所述透镜结构位于所述空腔内。

18、本实用新型提供的mems压力传感器集成了核心部件：透明层、反射层、透镜结构以及红外热电堆结构，可应用于传统的气压检测或者更复杂的三维力学检测中，具有较高的测量精度，且响应时间较快。

19、进一步地，本实用新型实施例的核心部件仅包括透明层、反射层、透镜结构以及红外热电堆结构等，结构简单，易于实施，且采用晶圆级封装，可实现传感器体积的小型化。

20、进一步地，本实用新型实施例中，mems压力传感器的核心部件透镜结构以及红外热电堆结构被集成于密封的腔体内，不易漏气，可靠性高。

21、进一步地，本实用新型实施例中，mems压力传感器通过生长氧化硅、多晶硅、氮化硅及金属工艺形成，其制备工艺与集成电路工艺相兼容，为实现mems压力传感器和处理电路的单片集成提供了可行性的基础，同时可以降低工艺的复杂程度，降低成本。

技术特征：

1.一种mems压力传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mems压力传感器，其特征在于，所述衬底具有背腔，所述背腔贯穿所述衬底。

3.根据权利要求1所述的mems压力传感器，其特征在于，包括介质层，所述介质层位于所述衬底上，所述热电堆结构埋设于所述介质层内。

4.根据权利要求3所述的mems压力传感器，其特征在于，所述介质层包括层叠的第一介质层和第二介质层，所述第一介质层位于所述衬底的第一表面，所述第二介质层位于所述第一介质层的表面。

5.根据权利要求4所述的mems压力传感器，其特征在于，包括接触金属，所述接触金属从所述衬底的第二表面向着所述第二介质层的方向延伸，贯穿所述衬底和所述第一介质层，停止于所述第二介质层内部。

6.根据权利要求5所述的mems压力传感器，其特征在于，所述热电堆结构包括多个热电偶以及多个金属连接线，所述金属连接线将多个相互分离的热电偶首尾顺序连接，以使得多个所述热电偶串联，形成热电堆结构。

7.根据权利要求6所述的mems压力传感器，其特征在于，串联的热电偶的两端经由所述金属连接线连接至相应的接触金属。

8.根据权利要求5所述的mems压力传感器，其特征在于，包括焊盘，所述焊盘位于所述衬底的第二表面，所述焊盘与相应的接触金属电连接。

9.根据权利要求4所述的mems压力传感器，其特征在于，所述第一介质层为氧化硅层，所述第二介质层为氮化硅层。

10.根据权利要求3所述的mems压力传感器，其特征在于，所述键合层内部中空，所述键合层的内表面、所述透明层的凹槽的内表面以及所述介质层的表面限定密封的空腔，所述热电堆结构以及所述透镜结构位于所述空腔内。

技术总结
公开了一种MEMS压力传感器，MEMS压力传感器，包括：衬底；热电堆结构，位于所述衬底上；键合层，位于所述衬底上，围绕所述热电堆结构；透明层，位于所述键合层远离所述衬底的表面，所述透明层靠近所述衬底的表面开设有凹槽，所述凹槽内具有透镜结构；以及反射层，位于所述透明层远离所述键合层的表面，所述反射层中具有贯穿所述反射层的通孔；其中，所述通孔的位置与所述凸透镜的位置相对应，所述通孔用于接收红外光，使得红外光照射至所述透明层，进而经由透镜结构照射至所述热电堆结构。

技术研发人员：蔡春华,万蔡辛,赵成龙,巩啸风,何政达,陈骁
受保护的技术使用者：无锡韦感半导体有限公司
技术研发日：20230313
技术公布日：2024/1/12