隨著MEMS技術迅猛發(fā)展，基于MEMS微機械加工技術制作的硅基壓力傳感器以其尺寸小、高性能等優(yōu)勢被廣泛應用于航空航天、生化檢測、醫(yī)療儀器等領域。尤其是近年來，伴隨著電子消費類產品異軍突起，如：手機、汽車電子、可穿戴式產品等對MEMS壓力傳感器的巨大市場需求，壓力傳感器芯片市場競爭日趨白熱化，這些促使了硅基壓力傳感器沿著更小型化、更低成本、更高性能方向發(fā)展。

作為硅基壓力傳感器的一個重要核心檢測單元，壓力敏感膜片力學性能的好壞直接決定了傳感器性能的優(yōu)劣。傳統(tǒng)壓力傳感器通常是通過單晶硅片背面各向異性濕法刻蝕方式來制作壓力傳感器敏感膜片，然后再通過硅-硅(或硅-玻璃)鍵合來形成壓力參考腔體，這種制作的單晶硅壓力敏感膜片雖然具有完美的力學性能，但是該種方式制作后壓力傳感器存在如下不足：(1)尺寸較大、工藝復雜且與IC制作工藝不能兼容，成本比較高；(2)由于單晶硅圓片自身厚度均勻性一般在±10μm左右，因此這種靠背面刻蝕方法所制備的單晶硅壓力敏感膜片厚度均勻性差；(3)鍵合結構所導致了殘余應力以及鍵合材料之間熱不匹配導致傳感器熱學性能不穩(wěn)定。

鑒于現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種膜片結構及其制作方法，用于解決現有技術中釋放孔排成一排橫穿整個膜片的排布方式，影響結構機械性能并妨礙結構設計的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種膜片結構，膜片結構至少包括懸空支撐在單晶硅片上的膜片和沿膜片外圍排列的釋放孔。

本發(fā)明還提供一種膜片結構的制作方法，包括：

1)提供一單晶硅片，在單晶硅片表面淀積絕緣層，刻蝕絕緣層，形成窗口，并通過窗口刻蝕單晶硅片的外圍，形成釋放孔；

2)在釋放孔內壁及底部沉積鈍化層，刻蝕釋放孔底部的鈍化層，并沿著釋放孔底部繼續(xù)刻蝕至所需深度；

3)通過釋放孔，利用腐蝕液釋放單晶硅層，并去除鈍化層和絕緣層；

4)沉積多晶硅材料，將釋放孔封堵，同時在單晶硅片表面及腐蝕腔內壁形成多晶硅層；

5)刻蝕去除單晶硅片表面的多晶硅層，從而獲得膜片結構。

本發(fā)明另提供一種膜片結構的制作方法，包括：

1)提供一單晶硅片，在單晶硅片表面形成氮化硅層，刻蝕氮化硅層的外圍，形成釋放孔；

2)沿著釋放孔繼續(xù)刻蝕單晶硅片至所需深度；

3)通過釋放孔，利用腐蝕液釋放氮化硅層；

4)沉積多晶硅材料，將釋放孔封堵，同時在氮化硅層表面及腐蝕腔內壁形成多晶硅層；

5)刻蝕去除單晶硅片表面的多晶硅層，從而獲得膜片結構。

本發(fā)明另提供一種上述壓力敏感膜結構的制作方法，包括：

1)提供一單晶硅片，在單晶硅片表面淀積絕緣層，刻蝕絕緣層，形成窗口，并通過窗口刻蝕單晶硅片的外圍，形成釋放孔；

2)在釋放孔內壁及底部沉積鈍化層，刻蝕釋放孔底部的鈍化層，并沿著釋放孔底部繼續(xù)刻蝕至所需深度；

3)通過釋放孔，利用腐蝕液釋放形成單晶硅層，并去除鈍化層和絕緣層；

4)沉積多晶硅材料，將釋放孔封堵，同時在單晶硅片表面及腐蝕腔內壁形成多晶硅層；

5)刻蝕去除單晶硅片表面的多晶硅層；

6)刻蝕單晶硅層，暴露出腐蝕腔頂部的多晶硅層，暴露出的多晶硅層形成薄膜，剩余未被刻蝕的部分形成梁-島結構以及外框。

本發(fā)明的膜片結構及其制作方法，具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明創(chuàng)新性地將釋放膜片結構所需的釋放孔從排成一排橫穿整個膜片的排布方式改進為沿著膜片外圍邊緣排布，保證了膜片結構的完整性和對稱性，因此，具有更好的機械性能，同時無孔的六邊形膜片中部可以自由地設計各種結構，不需要受釋放孔的限制，具有更廣闊的應用空間?；谏鲜瞿てY構加工而來的帶有應力集中效果的壓力敏感膜結構，避免了在脆弱的薄膜區(qū)域布置釋放孔，在改善機械性能的同時也提高了可靠性。另外，在島上額外布置的釋放孔可以顯著縮短腐蝕時間，大幅提高成品率，同時不影響結構的機械性能。