阅读说明：本技术 一种电容式压力传感器及其制作方法 (A kind of capacitance pressure transducer, and preparation method thereof ) 是由 杨翠 史芝纲 毛维 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电容式压力传感器及其制作方法,主要解决现有压力传感器线性范围小的问题,其自下而上包括单晶硅衬底(1)、绝缘层(2)、隔离层(3)和多晶硅薄膜(4),该绝缘层(2)是由从上至下半径逐渐减小的N个层叠圆形台阶组成,N≥2,每层圆形台阶的厚度相同,半径不同,该多晶硅薄膜(4)上刻蚀有用于腐蚀隔离层(3)的通孔(5),隔离层(3)通过腐蚀形成空腔(6),多晶硅薄膜(4)和单晶硅衬底(1)上淀积有金属电极(8),所述隔离层、通孔和多晶硅薄膜上除金属电极(8)区域外的其他表面覆盖有钝化层(7)。本发明线性范围大、工艺简单、成品率高,可用于汽车系统和工业领域中对大范围压力的测量。(The invention discloses a kind of capacitance pressure transducer,s and preparation method thereof, mainly solve the problems, such as that the existing pressure sensor range of linearity is small, it includes monocrystalline substrate (1) from bottom to top, insulating layer (2), separation layer (3) and polysilicon membrane (4), the insulating layer (2) is made of N number of stacking step cutting pattern that radius from top to bottom is gradually reduced, N >=2, the thickness of every layer of step cutting pattern is identical, radius is different, the through-hole (5) for corrosion barrier (3) is etched on the polysilicon membrane (4), separation layer (3) is formed by etching cavity (6), metal electrode (8) are deposited in polysilicon membrane (4) and monocrystalline substrate (1), the separation layer, other surfaces on through-hole and polysilicon membrane in addition to metal electrode (8) region are covered with passivation layer (7).The range of linearity of the present invention is big, simple process, high yield rate, the measurement that can be used in automotive system and industrial circle to wide pressure.)

一种电容式压力传感器及其制作方法

技术领域

本发明属于电子器件技术领域，特别涉及一种电容式压力传感器，可用于汽车系统和工业领域中对大范围压力的测量。

技术背景

微机电系统MEMS压力传感器是压力监测系统的核心元件，其功能是将外界的压力转化成电容信号来被系统识别和处理。微机电系统MEMS压力传感器具有高灵敏度、低功耗、小体积和易集成的特点，在智能电子、生物医疗、航天航空和汽车系统等领域有着重要而广泛的应用。因此，很多科研机构和高校院所都投入大量资金人力来研究微机电系统MEMS压力传感器。

MEMS压力传感器的工作模式主要有压阻式、电容式和谐振式三种，而电容式压力传感器凭借良好的线性度和温度特性应用最为广泛，其中接触式电容式压力传感器TMCPS是目前研究最多的一种电容式压力传感器，这种传感器中电容器的上下极板间有一层绝缘层，传感器在工作时电容器的上下极板是可以接触的，因此具有过载保护的优点。近年来，电容式压力传感器已经呈现出尺寸越来越小、应用领域越来越多、新材料和新结构不断涌现的发展趋势。随着电容式压力传感器的市场需求越来越大，对电容式压力传感器的性能要求也越来越高，通过改善材料质量来提高压力传感器性能并不能满足当前的应用需求，因此采用器件结构优化设计来提高压力传感器性能已成为国内外研究热点。

当前，已有众多研究者投入到了高性能接触式压力传感器的研发中。2001年，焦玉忠等人提出了一种双薄膜结构的电容式压力传感器，扩大了传感器的线性范围，但灵敏度有所降低，参见接触式电容式压力传感器的分析与设计，焦玉忠，厦门大学硕士论文，2001。2016年，王文靖等人提出了一种具有梳齿电极结构的电容式压力传感器，有效地扩大了线性范围，灵敏度也有所提高，参见专利CN106153241A。然而，该发明是通过引入梳齿电极结构来提高传感器的性能，工艺制备难度大。2017年，Myong-Chol Kang等人提出了在电容式压力传感器中改进底部电极的形状，扩大了传感器的线性范围，但会导致灵敏度降低。参见A simple analysis to improve linearity of touch mode capacitive pressuresensor by modifying shape of fixed electrode[J].Sensors and Actuators A:Physical,263:300-304,2017。因此，当前已报道接触式电容式压力传感器中压力线性范围与灵敏度很难同时改善，且压力线性范围通常较小，无法满足汽车系统、航空航天等众多领域中对大范围压力的监测需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种制造工艺简单、线性范围大的电容式压力传感器及其制作方法，以在不损失灵敏度的情况下显著增加压力线性范围，提高电容式压力传感器的整体性能。

为了实现上述目的，本发明的电容式压力传感器，该结构自下而上包括单晶硅衬底(1)、绝缘层(2)、隔离层(3)和多晶硅薄膜(4)，该多晶硅薄膜(4)上刻蚀有用于腐蚀隔离层(3)的通孔(5)，隔离层(3)通过腐蚀形成空腔(6)，且多晶硅薄膜(4)和单晶硅衬底(1)上淀积有金属电极(8)，所述隔离层(3)、通孔(5)和多晶硅薄膜(4)上除金属电极(8)区域的表面覆盖有钝化层(7)，其特征在于：

绝缘层(2)是由从上至下半径逐渐减小的N个层叠圆形台阶组成，其总厚度T为250nm～800nm，每层圆形台阶的厚度都为t＝T/N，N为整数，且N≥2，每层圆形台阶的半径r_i通过求解如下等式确定：

15T/R⁶×(R-r_i)⁵×r_i＝(i-1)T/N，

其中，i为整数，且1≤i≤N，R是空腔(6)的半径。

进一步，其特征在于，所述多晶硅薄膜(4)的厚度h为2～10μm，半径r_s为150～600μm，多晶硅薄膜(4)与空腔(6)在水平方向上的交叠长度大于5μm。

进一步，其特征在于，所述空腔(6)的高度g为4～10μm，半径R为100μm～500μm。

进一步，其特征在于，所述隔离层(3)的高度与空腔(6)的高度相同。

进一步，其特征在于，所述绝缘层(2)采用SiO₂；所述隔离层(3)采用SiN；所述钝化层(7)采用SiO₂、SiN、Al₂O₃、HfO₂、Sc₂O₃中的任意一种。

为了实现上述目的，本发明提供的制作电容式压力传感器的方法，包括如下过程：

A)在单晶硅衬底上采用离子刻蚀工艺刻蚀N层绝缘层区域内单晶硅：

A1)在单晶硅衬底上制作一次掩膜，利用该掩膜在单晶硅衬底上刻蚀半径为r₁、厚度为t的第1层绝缘层区域；

A2)在单晶硅衬底上制作二次掩膜，利用该掩膜在单晶硅衬底上刻蚀半径为r₂、厚度为t的第2层绝缘层区域；

以此类推，直至刻蚀到半径为r_N、厚度为t的第N层绝缘层区域，N根据器件实际使用要求确定，其值为大于等于2的整数；

B)在单晶硅衬底上刻蚀的N层绝缘层区域内采用等离子体增强化学气相淀积工艺淀积绝缘层介质，并平坦化，获得总厚度T为250nm～800nm的绝缘层，该绝缘层是由从上至下半径逐渐减小的N个层叠圆形台阶组成，每层圆形台阶的厚度都为t＝T/N，N为整数，且N≥2；

C)在单晶硅衬底及绝缘层上淀积厚度g为4～10μm的隔离层；

D)在隔离层上第一次制作掩膜，利用该掩膜刻蚀去除单晶硅衬底上金属电极区域的隔离层介质；

E)在隔离层上淀积厚度h为2～10μm的多晶硅薄膜；

F)在多晶硅薄膜上第二次制作掩膜，利用该掩膜刻蚀作出通孔；

G)通过多晶硅薄膜上的通孔，采用湿法腐蚀工艺腐蚀隔离层，形成半径R为100μm～500μm，高度g为4～10μm的空腔，且满足15T/R⁶×(R-r_i)⁵×r_i＝(i-1)T/N，其中，r_i为第i层绝缘层区域的半径，i为整数，且1≤i≤N；

H)在多晶硅薄膜上第三次制作掩膜，利用该掩膜刻蚀获得半径r_s为150～600μm的多晶硅薄膜；

I)在多晶硅薄膜、通孔、隔离层和单晶硅衬底上覆盖钝化层；

J)在钝化层上第四次制作掩膜，利用该掩膜在钝化层上刻蚀去除金属电极区域的钝化层介质；

K)在钝化层上第五次制作掩膜，利用该掩膜采用电子束蒸发工艺淀积单晶硅衬底和多晶硅薄膜上的金属电极，完成整个器件的制作。

本发明与传统的接触式电容式压力传感器相比，具有以下优点：

1、线性范围大。

本发明采用N层绝缘层，通过设置绝缘层厚度随半径方向非线性改变，可补偿弹性薄膜受力所产生的非线性形变，从而确保输出电容线性变化，提高了线性度，扩大了传感器的线性范围。

2、工艺简单，成品率高。

本发明通过腐蚀和淀积工艺制作N层绝缘层来提高传感器的线性范围，其工艺简单，避免了采用梳齿结构、悬臂梁结构等所带来的工艺复杂化问题，降低了传感器的制造难度，提高器件成品率。

仿真结果表明，本发明电容式压力传感器的线性范围明显优于传统的接触式电容式压力传感器的线性范围。

附图说明

图1是本发明的电容式压力传感器的俯视结构示意图；

图2是对图1横向AB的剖面结构示意图；

图3是本发明的电容式压力传感器的工艺制作流程图；

图4是本发明与传统接触式接触式压力传感器的输出电容随压力变化的仿真对比图；

图5是本发明与传统压力传感器的灵敏度随压力变化的仿真对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例和效果作进一步详细描述。

参照图1和图2，本发明电容式压力传感器是基于单晶硅衬底的多层结构，该结构自下而上包括：单晶硅衬底1、绝缘层2、隔离层3和多晶硅薄膜4。

该隔离层3，高度g为4～10μm，可采用SiN，其中间设有空腔6；该空腔6的高度与隔离层3的高度相同，半径R为100μm～500μm，其与多晶硅薄膜4在水平方向上的交叠长度大于5μm；

该多晶硅薄膜4，厚度h为2～10μm，半径r_s为150～600μm，其中间设有通孔5，且多晶硅薄膜4和单晶硅衬底1上淀积有金属电极8，

所述隔离层3、通孔5和多晶硅薄膜4上除金属电极8区域外的其它表面均覆盖有钝化层7，该钝化层7，其厚度为0.06μm～0.12μm，可采用SiO₂、SiN、Al₂O₃、HfO₂、Sc₂O₃中的一种；

所述绝缘层2，是由从上至下半径逐渐减小的N个层叠圆形台阶组成，其总厚度T为250nm～800nm，每层圆形台阶的厚度都为t＝T/N，N为整数，且N≥2，每层圆形台阶的半径r_i通过求解如下等式确定：

15T/R⁶×(R-r_i)⁵×r_i＝(i-1)T/N，

其中，i为整数且1≤i≤N，R是空腔6的半径，绝缘层2采用SiO₂。

参照图3，本发明制作电容式压力传感器的方法给出如下三种实施例：

实施例一：制作绝缘层为SiO₂，隔离层为SiN，钝化层为SiN，绝缘层层数N＝2的电容式压力传感器。

步骤1，在单晶硅衬底上刻蚀2层绝缘层区域内的单晶硅，如图3a。

1a)在单晶硅衬底上制作一次掩模，使用反应离子刻蚀技术，即在CF₄流量为15sccm，压强为10mT，功率为80W的工艺条件下，刻蚀厚度t为125nm，半径r₁为100μm的第1层绝缘层区域；

1b)在单晶硅衬底上制作二次掩模，使用与1a)相同的反应离子刻蚀工艺条件，刻蚀厚度t为125nm，半径r₂为39μm的第2层绝缘层区域。

步骤2，在单晶硅衬底上刻蚀的N层绝缘层区域内淀积绝缘层介质SiO₂，并平坦化，获得绝缘层，如图3b。

采用等离子体增强化学气相淀积技术，即在N₂O流量为800sccm，SiH₄流量为200sccm，温度为250℃，RF功率为25W，压力为1100mT的工艺条件下，在单晶硅衬底上刻蚀的绝缘层区域内淀积绝缘层介质SiO₂，并平坦化，获得绝缘层。

步骤3，在单晶硅衬底和绝缘层上淀积SiN隔离层，如图3c。

采用等离子体增强化学气相淀积技术，即在NH₃流量为2.5sccm，N₂流量为950sccm，SiH₄流量为250sccm，温度为300℃，RF功率为25W，压强为950mTorr的工艺条件下，在单晶硅衬底上淀积厚度g为4μm的隔离层。

步骤4，去除单晶硅衬底上金属电极区域的隔离层介质，如图3d。

在隔离层上第一次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术，即在CF₄流量为55sccm，O₂流量为8sccm，压强为18mT，功率为280W的工艺条件下，刻蚀去除单晶硅衬底上金属电极区域的隔离层介质。

步骤5，在单晶硅衬底和隔离层上淀积多晶硅薄膜，如图3e。

采用化学气相淀积技术，即在反应室温度为1200℃，SiCl₄流量在H₂中的摩尔百分比为5％，薄膜生长速率为2.2μm/min条件下在单晶硅衬底和隔离层上淀积厚度h为2μm的多晶硅薄膜；

步骤6，在多晶硅薄膜上刻蚀通孔，如图3f。

在多晶硅薄膜上第二次制作掩膜，在CF₄流量为15sccm，压强为10mT，功率为100W的反应离子刻蚀工艺在多晶硅薄膜上刻蚀出通孔。

步骤7，通过多晶硅薄膜上的通孔腐蚀隔离层，形成空腔，如图3g。

在H₃PO₄溶液浓度为90％，温度为180℃的湿法腐蚀条件下腐蚀隔离层，以在隔离层中间形成半径R为100μm的空腔。

步骤8，刻蚀多晶硅薄膜介质来获得半径r_s为150μm的多晶硅薄膜，如图3h。

在多晶硅薄膜上第三次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术，即在CF₄流量为15sccm，压强为10mT，功率为100W的工艺条件下，获得半径r_s为150μm的多晶硅薄膜。

步骤9，在多晶硅薄膜、隔离层和单晶硅衬底上淀积SiN钝化层，如图3i。

采用等离子体增强化学气相淀积技术，即在NH₃流量为2.5sccm，N₂流量为950sccm，SiH₄流量为250sccm，温度为350℃，RF功率为30W，压力为1000mT的工艺条件下，在单晶硅衬底、隔离层和多晶硅薄膜上淀积厚度为0.06μm的SiN钝化层。

步骤10，去除单晶硅衬底和多晶硅薄膜上金属电极区域的钝化层介质，如图3j。

在多晶硅薄膜和单晶硅衬底上第四次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术，即在CF₄流量为20sccm，O₂流量为2sccm，压强为20mT，偏置电压为100V的工艺条件下刻蚀去除单晶硅衬底和多晶硅薄膜上金属电极区域的钝化层。

步骤11，在单晶硅衬底和多晶硅薄膜上淀积金属电极，如图3k。

在多晶硅薄膜和单晶硅衬底上第五次制作掩膜，采用电子束蒸发技术，即在真空度小于1.8×10^-3Pa，功率为220W，蒸发速率小于的工艺条件下，在单晶硅衬底和多晶硅薄膜上依次淀积Al、Au金属，制作厚度为0.08μm/1.2μm金属电极，再在气体为N₂，温度为700℃，时间为30s的工艺条件下快速退火，完成整个器件的制作。

实施例二：制作绝缘层为SiO₂，隔离层为SiN，钝化层为Al₂O₃，绝缘层层数N＝4的电容式压力传感器。

步骤一，在单晶硅衬底上刻蚀4层绝缘层区域内的单晶硅，如图3a。

1.1)在单晶硅衬底上制作一次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀第1层绝缘层区域，第1层绝缘层区域厚度t为0.1μm，半径r₁为250μm；

1.2)在单晶硅衬底上制作二次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀第2层绝缘层区域，第2层绝缘层区域厚度t为0.1μm，半径r₂为123μm；

1.3)在单晶硅衬底上制作三次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀第3层绝缘层区域，第3层绝缘层区域厚度t为0.1μm，半径r₃为97μm；

1.4)在单晶硅衬底上制作四次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀第4层绝缘层区域，第4层绝缘层区域厚度t为0.1μm，半径r₄为76μm；

所述反应离子刻蚀的工艺条件为：CF₄流量为20sccm，压强为20mT，功率为100W。

步骤二，获得绝缘层，如图3b。

采用等离子体增强化学气相淀积技术在单晶硅衬底上刻蚀的绝缘层区域内淀积绝缘层介质SiO₂，并平坦化，获得绝缘层。

所述等离子体增强化学气相淀积技术淀积介质的工艺条件为：N₂O流量为850sccm，SiH₄流量为250sccm，温度为250℃，RF功率为35W，压力为1200mT。

步骤三，淀积SiN隔离层，如图3c。

采用等离子体增强化学气相淀积技术在单晶硅衬底上淀积厚度g为5.5μm的隔离层，其中等离子体增强化学气相淀积技术的工艺条件为：气体为NH₃、N₂及SiH₄，气体流量分别为2.5sccm、950sccm和250sccm，温度、RF功率和压强分别为300℃、25W和950mTorr。

步骤四，去除单晶硅衬底上金属电极区域的隔离层介质，如图3d。

在隔离层上第一次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术刻蚀去除单晶硅衬底上金属电极区域的隔离层介质，其中反应离子刻蚀的工艺条件为：CF₄流量为55sccm，O₂流量为8sccm，压强为18mT，功率为280W。

步骤五，在单晶硅衬底和隔离层上淀积多晶硅薄膜，如图3e。

采用化学气相淀积技术在单晶硅衬底和隔离层上淀积厚度h为5μm的多晶硅薄膜，其中淀积多晶硅薄膜采用的工艺条件为：反应室温度为1200℃，SiCl₄流量在H₂中的摩尔百分比为5％，薄膜生长速率为2.5μm/min。

步骤六，在多晶硅薄膜上刻蚀通孔，如图3f。

在多晶硅薄膜上第二次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术在多晶硅薄膜上刻蚀出通孔，其中反应离子刻蚀的工艺条件为：CF₄流量为15sccm，压强为10mT，功率为100W。

步骤七，在隔离层中间形成空腔，如图3g。

采用湿法腐蚀技术腐蚀隔离层，以在隔离层中间形成半径R为250μm的空腔，其中湿法腐蚀技术的工艺条件为：H₃PO₄溶液浓度为91.5％，温度：190℃。

步骤八，获得多晶硅薄膜，如图3h。

在多晶硅薄膜上第三次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术获得半径r_s为300μm的多晶硅薄膜，其中，反应离子刻蚀的工艺条件为：CF₄流量为15sccm，压强为10mT，功率为100W。

步骤九，在多晶硅薄膜、隔离层和单晶硅衬底上淀积钝化层，如图3i。

采用等离子体增强化学气相淀积技术，在单晶硅衬底、隔离层和多晶硅薄膜上淀积厚度为0.1μm的钝化层Al₂O₃，其中等离子体增强化学气相淀积的工艺条件为：以TMA和H₂O为反应源，载气为N₂，载气流量为200sccm，衬底温度为300℃，气压为700Pa。

步骤十，去除单晶硅衬底和多晶硅薄膜上金属电极区域的钝化层，如图3j。

在多晶硅薄膜和单晶硅衬底上第四次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术刻蚀去除单晶硅衬底和多晶硅薄膜上金属电极区域的钝化层，其中反应离子刻蚀的工艺条件为：CF₄流量为20sccm，O₂流量为2sccm，压强为20mT，偏置电压为100V。

步骤十一，在单晶硅衬底和多晶硅薄膜上淀积金属电极，如图3k。

在多晶硅薄膜和单晶硅衬底上第五次制作掩膜，采用电子束蒸发技术在单晶硅衬底和多晶硅薄膜上依次淀积Al和Au金属，制作厚度为0.08μm/1.2μm金属电极，再在N₂气氛中进行快速退火，其中淀积金属采用的工艺条件为：真空度小于1.8×10^-3Pa，功率为230W，蒸发速率小于快速退火采用的工艺条件为：气体为N₂，温度为700℃，时间为30s，完成整个器件的制作。

实施例三：制作绝缘层为SiO₂，隔离层为SiN，钝化层为HfO₂，绝缘层层数N＝5的电容式压力传感器。

步骤A，在单晶硅衬底上刻蚀5层绝缘层区域内的单晶硅，如图3a。

先在单晶硅衬底上制作一次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀第1层绝缘层区域，第1层绝缘层区域厚度t为0.16μm，半径r₁为500μm；再在单晶硅衬底上制作二次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀厚度t为0.16μm，半径r₂为260μm的第2层绝缘层区域，再在单晶硅衬底上制作三次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀厚度t为0.16μm，半径r₃为213μm的第3层绝缘层区域；再在单晶硅衬底上制作四次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀厚度t为0.16μm，半径r₄为177μm的第4层绝缘层区域，再在单晶硅衬底上制作五次掩模，使用反应离子刻蚀技术，刻蚀厚度t为0.16μm，半径r₅为142μm的第5层绝缘层区域，

其中，反应离子刻蚀的工艺条件为：CF₄流量为25sccm，压强为30mT，功率为120W。

步骤B，在单晶硅衬底上刻蚀的绝缘层区域内淀积绝缘层介质，并平坦化，获得绝缘层，如图3b。

在N₂O流量为900sccm，SiH₄流量为300sccm，温度为250℃，RF功率为40W，压力为1300mT的工艺条件下，在单晶硅衬底上刻蚀的绝缘层区域内淀积绝缘层介质，获得绝缘层。

步骤C，在单晶硅衬底和绝缘层上淀积隔离层，如图3c。

采用等离子体增强化学气相淀积技术在气体为NH₃、N₂及SiH₄，气体流量分别为2.5sccm、950sccm和250sccm，温度、RF功率和压强分别为300℃、25W和950mTorr的工艺条件下，在单晶硅衬底上淀积厚度g为10μm的隔离层SiN。

步骤D，去除单晶硅衬底上金属电极区域的隔离层，如图3d。

在隔离层上第一次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术，在CF₄流量为55sccm，O₂流量为8sccm，压强为18mT，功率为280W工艺条件下刻蚀去除单晶硅衬底上金属电极区域的隔离层。

步骤E，在单晶硅衬底和隔离层上淀积多晶硅薄膜，如图3e。

采用等离子体增强化学气相淀积技术，在反应室温度和薄膜生长速率分别为1200℃和3μm/min，SiCl₄流量在H₂中的摩尔百分比为5％的工艺条件下，在单晶硅衬底和隔离层上淀积厚度h为10μm的多晶硅薄膜。

步骤F，在多晶硅薄膜上刻蚀通孔，如图3f。

在多晶硅薄膜层上第二次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术在CF₄流量为15sccm，压强为10mT，功率为100W的工艺条件下，在多晶硅薄膜上刻蚀出通孔。

步骤G，腐蚀隔离层，形成半径R为500μm空腔，如图3g。

采用湿法腐蚀技术在H₃PO₄溶液浓度为92％，温度为200℃的工艺条件下，在隔离层中间腐蚀形成空腔。

步骤H，获得半径r_s为600μm的多晶硅薄膜，如图3h。

在多晶硅薄膜层上第三次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术在CF₄流量为15sccm，压强为10mT，功率为100W工艺条件下刻蚀多晶硅薄膜周围的介质，获得半径r_s为600μm的多晶硅薄膜。

步骤I，在多晶硅薄膜、隔离层和单晶硅衬底上淀积钝化层，如图3i。

采用射频磁控反应溅射技术，在气体为O₂和Ar，气体流量分别为1sccm和8sccm，温度、Hf靶射频功率和反应室溅射气压分别为200℃、150W和0.1Pa的工艺条件下，在单晶硅衬底、隔离层和多晶硅薄膜上淀积厚度为0.12μm的HfO₂钝化层。

步骤J，去除单晶硅衬底和多晶硅薄膜上金属电极区域的钝化层，如图3j。

在多晶硅薄膜和单晶硅衬底上第四次制作掩膜，采用反应离子刻蚀技术在CF₄流量为20sccm，O₂流量为2sccm，压强为20mT，偏置电压为100V的工艺条件下，刻蚀去除单晶硅衬底和多晶硅薄膜上金属电极区域的钝化层。

步骤K，在单晶硅衬底和多晶硅薄膜上淀积金属电极，如图3k。

在多晶硅薄膜和单晶硅衬底上第五次制作掩膜，采用电子束蒸发技术在真空度小于1.8×10^-3Pa，功率为240W，蒸发速率小于的工艺条件下，在单晶硅衬底和多晶硅薄膜上依次淀积Al/Au金属，制作厚度为0.08μm/1.2μm的金属电极，再采用快速退火技术在气体为N₂，温度为700℃，时间为30s的工艺条件下进行快速退火,完成整个器件的制作。

本发明的效果可通过以下仿真进一步说明。

一、仿真参数

设传统接触式电容式压力传感器和本发明传感器除绝缘层外均采用相同的尺寸，多晶硅薄膜的厚度h为5μm，空腔的高度g为5.5μm，半径R为250μm；

传统压力传感器的绝缘层厚度为0.36μm，半径为250μm；

本发明传感器为十层绝缘层，总厚度T为0.36μm，每层厚度t为36nm，十层绝缘层半径分别为r₁＝250μm，r₂＝148μm，r₃＝130μm，r₄＝117μm，r₅＝106μm，r₆＝97μm，r₇＝88μm，r₈＝80μm，r₉＝71μm，r₁₀＝61μm。

二、仿真内容

仿真1：对本发明和传统接触式电容式压力传感器在0到3000KPa压力范围内输出电容的变化进行仿真，输出电容随压力的变化如图4。从图4中可以看出，本发明传感器的输出电容随压力变化的线性度优于传统传感器。

仿真2：对本发明和传统电容式压力传感器在0到3000KPa压力范围内灵敏度的变化进行仿真，灵敏度随压力的变化如图5。

从图5中可以看出，传统传感器和本发明传感器的线性压力范围都从260KPa开始，当压力大于320KPa后，传统传感器灵敏度就开始明显下降，而本发明传感器在3000KPa的压力范围内灵敏度一直保持稳定，所以本发明传感器具有更大的线性压力范围。

上述描述均为本发明的三个具体实例，对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，能够在不背离本发明的原理和范围的情况下，根据本发明的方法进行形式和细节上的各种修正和改变，例如钝化层除三个具体实例中采用的材料，还可以采用SiO₂、Sc₂O₃中的任意一种，但是这些基于本发明的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。