(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 202211369716.X (22)申请日 2022.11.03 (71)申请人 南京元感微电子有限公司 地址 210032 江苏省南京市江宁开发区迎 翠路7号科创大厦八层楼80 09-1房间 (72)发明人 史晓晶　柳俊文　任青颖　胡引引　 (74)专利代理 机构 北京中知法苑知识产权代理 有限公司 1 1226 专利代理师 李明　赵吉阳 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01L 9/12(2006.01) G01N 27/12(2006.01) (54)发明名称 一种气体与电容式压力传感器及其加工方 法 (57)摘要 本发明涉及传感器技术领域， 公开一种气体 与电容式压力传感器及其加工方法， 其中加工方 法包括： 提供带气体腔室和压力腔室的SOI衬底； 在第二硅衬底上形成第一预设厚度的绝缘层； 在 绝缘层上形成加热电极； 在加热电极和绝缘层上 形成第二预设厚度的绝缘层； 减薄正对压力腔室 的绝缘层； 在绝缘层上形成敏感电极； 相邻两个 气敏检测单元之间形成隔离槽； 去除正对气体腔 室的第二硅衬底； 在每个敏感电极上均形成气敏 层。 本发明公开的气体与电容式压力传感器的加 工方法， 解决了现有技术存在的气体传感器与压 力传感器无法集成在一起的问题， 适用于电池发 生热失控前监测电池释放的气体成分、 浓度及当 前的气压， 对预测电池的热失控具有重大意 义。 权利要求书2页 说明书9页 附图11页 CN 115523961 A 2022.12.27 CN 115523961 A 1.一种气体与电容式压力传感器的加工方法， 其特 征在于， 包括： 提供带气体腔室和压力腔室的SOI衬底， 所述SOI衬底包括依次叠设的第一硅衬底、 埋 氧层及第二硅衬底； 在所述第二硅衬底背离所述 埋氧层的一侧形成第一预设厚度的绝 缘层； 在所述绝缘层上形成每个气敏检测单 元的加热电极， 若干个所述加热电极间隔排布； 在所述加热电极和所述 绝缘层上形成第二预设厚度的绝 缘层； 减薄正对所述压力腔室的所述绝缘层， 所述第 一硅衬底和所述第 二硅衬底分别为第 一 电极和第二电极； 在绝缘层上形成每个所述气敏检测单元的敏感电极， 若干个所述敏感电极间隔排布且 与若干个所述加热电极一 一对应设置； 在所述绝缘层和所述敏感电极上 形成阻挡层， 在所述阻挡层上 形成第一阻挡开口； 去除正对所述第一阻挡开口 的所述绝缘层， 相邻两个气敏检测单 元之间形成隔离 槽； 去除正对所述气体腔室的所述第二硅衬底； 在每个所述敏感电极上均形成气敏层。 2.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法， 其特征在于， 所述压力 腔室的底壁上设有防接触凸起， 加工所述SOI衬底上的所述气 体腔室、 所述压力腔室及所述 防接触凸起时， 包括： 提供所述第一硅衬底， 在所述第一硅衬底的一侧 加工出气体槽和压力槽； 在所述压力槽内形成所述防接触凸起； 提供带所述埋氧层和所述第 二硅衬底的基底， 去除所述基底正对所述气体槽和所述压 力槽的所述 埋氧层； 将所述基底设有所述埋氧层的一侧固定在所述第 一硅衬底上， 所述气体槽成为所述气 体腔室， 所述压力槽成为所述压力腔室。 3.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法， 其特征在于， 在减薄后 的所述绝缘层上形成间隔槽， 所述间隔槽将所述第二硅衬底分割为第一子硅衬底和第二子 硅衬底， 去除至少 部分正对所述气体腔室的所述第一子硅衬底， 所述第二子硅衬底为所述 第二电极。 4.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法， 其特征在于， 在所述第 一电极上 形成第一金属PAD， 在所述第二电极上 形成第二金属PAD， 包括： 在减薄后的所述绝缘层上形成第 一金属槽， 所述第 一金属槽贯穿所述第 二硅衬底和所 述埋氧层， 所述第一金属槽的槽底为所述第一硅衬底； 在减薄后的所述绝缘层上形成与 所述第一金属槽间隔设置的第 二金属槽， 所述第 二金 属槽的槽底为所述第二硅衬底； 在所述第一金属槽内形成与所述第一硅衬底接触的所述第一金属PAD， 所述第一金属 PAD与所述第二硅衬底间隔设置， 在所述第二金属槽内形成与所述第二硅衬底接触的所述 第二金属PAD。 5.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法， 其特征在于， 形成所述 第一预设厚度的所述绝缘层时， 包括依 次形成的第一子绝缘层、 第二子绝缘层及第三子绝 缘层， 所述加热电极形成在所述第三子绝缘层内； 形成所述第二预设厚度的所述绝缘层时，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115523961 A 2包括依次形成的第四子绝 缘层和第五子绝 缘层。 6.根据权利要求1所述的气体与电容式压力传感器的加工方法， 其特征在于， 形成所述 敏感电极时， 在所述 绝缘层的边 缘形成温度检测电极。 7.一种气体与电容式压力传感器， 其特征在于， 采用如权利要求1 ‑6任一项所述的气体 与电容式压力传感器的加工方法加工而成， 包括SOI衬底和绝缘层， 所述SOI衬底上设有气 体腔室和压力腔室， 位于所述压力腔室两侧的所述第一硅衬底和所述第二硅衬底分别为第 一电极和第二电极， 所述SOI衬底包括依次叠设的第一硅衬底、 埋氧层及第二硅衬底， 所述 气体与电容式压力 传感器还包括若干个气敏检测单元， 所述气敏检测单元用于检测敏感气 体且相邻两个所述气敏检测单元之 间设有隔离槽， 每个所述气敏检测单元均包括对应设置 的加热电极、 敏感电极及气敏层， 所述加热电极位于所述绝缘层内， 所述敏感电极设置在所 述绝缘层背离所述SOI衬底的一侧， 所述气敏层覆盖在所述敏感电极上， 所述敏感电极用于 检测所述气敏层的电阻率。 8.根据权利要求7所述的气体与电容式压力传感器， 其特征在于， 所述绝缘层上设有间 隔槽， 所述间隔槽将所述第二硅衬底分割为第一子硅衬底和第二子硅衬底， 所述第二子硅 衬底为所述第二电极。 9.根据权利要求7所述的气体与电容式压力传感器， 其特征在于， 所述压力腔室的底壁 上设有防接触凸起。 10.根据权利要求7所述的气体与电容式压力传感器， 其特征在于， 所述气体与电容式 压力传感器还包括用于检测温度的温度检测电极， 所述温度检测电极设置在所述绝缘层的 边缘。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115523961 A 3