(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221048386 6.7 (22)申请日 2022.05.05 (71)申请人 中国科学院微电子 研究所 地址 100029 北京市朝阳区北土城西路3号 (72)发明人 焦斌斌　刘瑞文　云世昌　孔延梅　 叶雨欣　杜向斌　 (74)专利代理 机构 北京知迪知识产权代理有限 公司 11628 专利代理师 张子宽 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01D 5/12(2006.01) G01D 5/16(2006.01) G01D 5/24(2006.01) H01C 7/10(2006.01) (54)发明名称 一种多传感器组合结构及其加工方法、 组合 传感器 (57)摘要 本申请公开一种多传感器组合结构及其加 工方法、 组合传感器， 涉及传感器技术领域。 该加 工方法包括提供一个单晶硅晶圆， 在单晶硅晶圆 上形成深腔， 在深腔所在的一侧表 面形成第一绝 缘层； 提供一个SOI晶圆， 在SOI晶圆的顶硅层形 成四个压敏电阻条以用于形成压敏式压力传感 器结构； 使四个压敏电阻条和深腔 对应， 将SOI晶 圆的顶硅层和单晶硅晶圆的第一绝缘层键合， 深 腔被封闭并处于预设压力值； 将SOI晶圆的衬底 层进行减薄， 减薄后， 在SOI晶圆衬底层的与压敏 电阻条对应的区域进行深硅刻蚀和金属沉积图 形化以形成与四个压敏电阻条电连接的第一引 线接口； 在SOI晶圆的第一区域获得梳齿结构和 第一硅悬梁结构， 第二区域获得第二硅悬梁结 构。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 114858215 A 2022.08.05 CN 114858215 A 1.一种多传感器组合结构的加工方法， 其特 征在于， 包括： 提供一个单晶硅晶圆， 在所述单晶硅晶圆上形成深腔， 在所述深腔所在的一侧表面形 成第一绝缘层； 提供一个SOI晶圆， 在所述SOI晶圆的顶硅层形成四个压敏电阻条以用于形成压敏式压 力传感器结构； 使所述四个压敏电阻条和所述深腔对应， 将所述SOI晶圆的顶硅层和所述单晶硅晶圆 的所述第一 绝缘层键合， 所述深 腔被封闭并处于预设压力值； 将所述SOI晶圆的衬底层进行减薄， 减薄后， 在所述SOI晶圆衬底层的与所述压敏电阻 条对应的区域进行深硅刻蚀和金属 沉积图形化以形成与所述四个压敏电阻条电连接的第 一引线接口； 在所述SOI晶圆背面划定间隔的第一区域和第二区域， 所述第一区域和第二区域均与 所述四个压敏电阻条间隔分布， 在所述第一区域和所述第二区域同时进 行深硅刻蚀和埋氧 层的释放， 以在所述第一区域获得梳齿结构和第一硅悬梁结构， 在所述第二区域获得第二 硅悬梁结构。 2.根据权利要求1所述的多传感器组合结构的加工方法， 其特征在于， 在所述深腔所在 一侧的表面 沉积氧化硅以形成所述第一 绝缘层。 3.根据权利要求2所述的多传感器组合结构的加工方法， 其特征在于， 所述键合的方法 为热压熔融键合。 4.根据权利要求1所述的多传感器组合结构的加工方法， 其特征在于， 进行所述减薄 后， 所述SOI晶圆的厚度小于 50 μm。 5.根据权利要求1所述的多传感器组合结构的加工方法， 其特征在于， 在形成四个所述 压敏电阻条的步骤中， 包括： 在所述SOI晶圆的顶硅层注入形成压敏电阻区， 对所述压敏电阻区刻蚀形成四个浮雕 型所述压敏电阻条。 6.根据权利要求1所述的多传感器组合结构的加工方法， 其特征在于， 在所述SOI晶圆 衬底层的与所述压敏电阻条对应的区域进行深硅刻蚀和金属 沉积图形化以形成与所述四 个压敏电阻条电连接的第一引线接口的步骤中， 包括： 对所述SOI晶圆衬底层的与所述压敏 电阻条对应的区域进行开 孔， 以裸露所述压敏电阻条； 在所述SOI晶圆背面沉积第二绝缘层， 在所述第二绝缘层的与所述压敏电阻条对应的 区域开孔以裸露所述压敏电阻条， 在所述SOI晶圆背面进行金属 沉积和图形化以形成所述 第一引线接口。 7.根据权利要求1所述的多传感器组合结构的加工方法， 其特征在于， 在所述第 一区域 和所述第二区域同时进行深硅刻蚀和所述埋氧层的释放， 以在所述第一区域 获得梳齿 结构 和第一硅悬梁结构， 在所述第二区域获得第二硅悬梁结构的步骤中， 包括： 分别对所述第一区域和第二区域对应的所述衬底层进行深硅刻蚀以获得间隔分布的 硅梁结构； 通过气相腐蚀方法分别对所述第 一区域和第 二区域的埋氧层进行腐蚀， 在所述第 一区 域， 所述硅梁结构被释放形成中间悬空的所述第一硅悬梁结构， 并获得位于所述埋氧层的 所述梳齿 结构， 所述梳齿 结构与所述第一硅悬梁结构的悬 空部分对应， 在所述第二区域， 所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114858215 A 2述硅梁结构被释放形成中间悬空的所述第二硅悬梁结构。 8.根据权利要求1所述的多传感器组合结构的加工方法， 其特征在于， 所述多传感器组 合结构的加工方法还包括： 在 对所述第一区域和 第二区域对应的所述衬底层进行深硅刻蚀 的同时， 对所述衬底层进行深硅刻蚀以获得隔离槽， 所述隔离槽使所述压敏式压力传感器 结构、 所述第一区域和所述第二区域相互隔离， 并使 所述压敏式压力 传感器结构、 所述第一 区域和所述第二区域均 与所述衬底层隔离 。 9.一种多传感器组合结构， 其特征在于， 所述多传感器组合结构采用上述权利要求1 ‑8 中任一项 所述的多传感器组合结构的加工方法得到， 包括单晶硅晶圆、 第一绝缘层和SOI晶 圆， 所述单 晶硅晶圆具有深腔， 所述第一绝缘层沉积在所述单晶硅晶圆的所述深腔所在一 侧表面， 所述第一绝缘层与所述SOI晶圆的顶硅层键合， 所述第一绝缘层与所述SOI晶圆的 顶硅层之间具有与所述深腔对应的所述压敏电阻条， 以形成压敏式压力传感器结构， 所述 SOI晶圆的衬底层上分布有位于第一区域的梳齿结构和第一硅悬梁结构， 位于第二区域的 第二硅悬梁结构， 所述第一区域和所述第二区域间隔分布。 10.一种组合传感器， 其特征在于， 包括上述权利要求9所述的多传感器组合结构， 还包 括与所述压敏式压力 传感器结构连接的第三驱动与检测电路， 以及与所述第一硅悬梁结构 连接的第一驱动与检测电路， 与所述第二硅悬梁结构连接的第二驱动与检测电路。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114858215 A 3