MEMS压力传感器阵列、其制作方法及压力测量方法

摘要

不同于采用空腔内压强为某一特定大小的MEMS压力传感器进行压力测量的方案，本发明采用位于同一芯片的每个空腔内压强大小不等的多个MEMS压力传感器，即MEMS压力传感器阵列进行压力测量，当外界压强变化时，尤其变化剧烈时，使得至少一个MEMS压力传感器的空腔内压强可能接近测量环境的压强，利用该MEMS压力传感器的敏感薄膜在平衡位置（上下压强接近）附近具有的较好线性度，从而实现对外界压力测量准确的目的，此外，相对于特定空腔内压强的压力传感器，也可以实现较大压强范围的测量。基于上述MEMS压力传感器阵列，本发明还提供了该MEMS压力传感器阵列的制作方法，用于该MEMS压力传感器阵列的压力测量方法。

主权项

一种MEMS压力传感器阵列，其特征在于，包括：位于同一芯片的n个MEMS压力传感器，n≥2，每个所述MEMS压力传感器具有第一电极、适于用作第二电极的图形化的敏感薄膜及两者之间形成的空腔，各MEMS压力传感器的空腔内的压强分别为P₁、P₂…P_n，其中，P₁、P₂….P_n互不相等；其中，每个MEMS压力传感器中：a)所述第一电极位于半导体衬底上；适于用作第二电极的所述图形化的敏感薄膜设置在所述半导体衬底上方，所述图形化的敏感薄膜上部分区域具有覆盖层；所述第一电极与所述图形化的敏感薄膜之间的空腔至少与部分所述第一电极及部分图形化的敏感薄膜交叠，所述空腔上的敏感薄膜的部分区域未覆盖所述覆盖层；其中，所述图形化的敏感薄膜具有沟槽，所述沟槽的一部分与部分所述空腔交叠，其余部分设置在所述空腔外的区域上，填充在所述沟槽内的覆盖层内部形成有由空洞构成的第一通道，所述第一通道的一端与所述空腔连通，另一端与设置在所述第一通道上方并穿过所述覆盖层的第二通道连通；或b)所述第一电极位于半导体衬底上，所述半导体衬底上具有图形化的第一介电层，所述图形化的第一介电层内设置有空腔及与所述空腔连通的沟槽，所述空腔至少与部分所述第一电极交叠；适于用作第二电极的敏感薄膜设置在所述图形化的第一介电层上方，所述图形化的敏感薄膜上部分区域具有覆盖层，所述空腔上的敏感薄膜的部分区域未覆盖所述覆盖层，所述空腔及沟槽中，至少所述空腔与所述敏感薄膜交叠；当所述空腔及沟槽中，仅所述空腔与所述敏感薄膜交叠，所述敏感薄膜及未被所述敏感薄膜覆盖住的沟槽上设置有覆盖层，填充在所述沟槽内的覆盖层内部形成有由空洞构成的第一通道，所述第一通道的一端与所述空腔连通，另一端与设置在所述第一通道上方并穿过所述覆盖层的第二通道连通；当所述空腔及沟槽中，所述空腔及整个沟槽与所述敏感薄膜交叠时，所述敏感薄膜上设置有覆盖层，被所述敏感薄膜覆盖住的沟槽上方设置有与其连通的第二通道，所述第二通道贯穿所述敏感薄膜及覆盖层；当所述空腔及沟槽中，所述空腔及部分沟槽与所述敏感薄膜交叠时，所述敏感薄膜及未被所述敏感薄膜覆盖住的沟槽上设置有覆盖层，填充在所述沟槽内的覆盖层内部形成有由空洞构成的第一通道，所述第一通道的一端通过所述沟槽与所述空腔连通，另一端与设置在所述第一通道上方并穿过所述覆盖层或同时穿过覆盖层与所述敏感薄膜的第二通道连通。