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压力传感器是第一类产业化的MEMS器件。早期的压力传感器主要应用于国防、工业、汽车等领域，由于近年智能电子和物联网的快速发展，传统基于硅湿法刻蚀和双面光刻的技术不能满足微型化、低成本、高性能的需求。以国际笼头企业Robert Bosch和ST Microelectronics为代表的MEMS制造商，开发了SON（Silicon-on-Nothing）结构制备硅压阻隔膜和空腔，避免了双面光刻的问题，实现了规模化生产。但是先进多孔硅隔膜（APSM-Advanced Porous Silicon Membrane）技术形成SON结构的工艺，需要专门制备多孔硅的设备，不是CMOS生产线的标准技术。目前只有国外个别公司掌握关键技术。2000年日本东芝公司开发的ESS （Empty-Space-Silicon）技术，初期目的是用于SON CMOS电路，而将这种技术应用于压阻压力传感器制造最近得到了人们关注，但是，尚没有看到国外公司实现量产。用ESS制造压阻压力传感器涉及孔径阵列优化、深槽刻蚀、高温退火硅迁移等多项核心技术，更需要各种单项技术的优化组合后形成成套工艺，才能满足大生产的需求。本文基于无锡华润上华半导体公司生产线，研究了各单项技术以及工艺优化组合，打通了生产线流程，实现了性能优异的ESS SON压阻压力传感器。主要研究内容包括：
（1）第一章介绍了硅压力传感器的发展历程，重点讨论了压阻式压力传感器的三种主要工艺形式：KOH各向异性刻蚀工艺、SOI空腔（Cavity Silicon-On-Insulator）和SON工艺，最后比较了国际主要公司生产的压阻式压力传感器性能。
（2）第二章介绍了SON的发展历程，以及实现SON工艺的几种技术：APSM、TUB（Thin Film Under Bulk）、ESS。重点讨论了ESS技术，包括硅深槽刻蚀与高温处理工艺，在深槽刻蚀工艺中，深入讨论了Bosch工艺与低温干法刻蚀工艺，其中讨论了高温硅迁移机制以及高温工艺处理前后深槽空腔与腔尺寸的关系。
（3）第三章提出了一种版图设计结构，深入研究了不同尺寸的孔阵列在空腔结构形成过程中的作用，分别用BOSCH工艺和低温干法刻蚀工艺制造空腔结构，通过高温退火工艺实验，获得了整体空腔结构的优化工艺条件，形成成套工艺。
（4）第四章介绍了单晶硅的压阻特性，以及压阻系数与晶向，掺杂浓度和温度的关系。基于本文的ESS SON工艺，设计了一种压阻式压力传感器，并对传感器进行了模拟。采用本文整套SON工艺技术，制备出压阻式压力传感器，测量了传感器的灵敏度、非线性、TCO（零点温度系数）、TCS（满量程温度系数）和压力迟滞。与国际同类产品相比，参数性能优异，例如压力迟滞达到0.009%FS。
论文详细研究了ESS SON压阻压力传感器工艺技术，相比于现有的APSM工艺，ESS SON技术制造工艺流程少、成本低，研制的压阻传感器性能优异，适合大批量生产。
（1）第一章介绍了硅压力传感器的发展历程，重点讨论了压阻式压力传感器的三种主要工艺形式：KOH各向异性刻蚀工艺、SOI空腔（Cavity Silicon-On-Insulator）和SON工艺，最后比较了国际主要公司生产的压阻式压力传感器性能。
（2）第二章介绍了SON的发展历程，以及实现SON工艺的几种技术：APSM、TUB（Thin Film Under Bulk）、ESS。重点讨论了ESS技术，包括硅深槽刻蚀与高温处理工艺，在深槽刻蚀工艺中，深入讨论了Bosch工艺与低温干法刻蚀工艺，其中讨论了高温硅迁移机制以及高温工艺处理前后深槽空腔与腔尺寸的关系。
（3）第三章提出了一种版图设计结构，深入研究了不同尺寸的孔阵列在空腔结构形成过程中的作用，分别用BOSCH工艺和低温干法刻蚀工艺制造空腔结构，通过高温退火工艺实验，获得了整体空腔结构的优化工艺条件，形成成套工艺。
（4）第四章介绍了单晶硅的压阻特性，以及压阻系数与晶向，掺杂浓度和温度的关系。基于本文的ESS SON工艺，设计了一种压阻式压力传感器，并对传感器进行了模拟。采用本文整套SON工艺技术，制备出压阻式压力传感器，测量了传感器的灵敏度、非线性、TCO（零点温度系数）、TCS（满量程温度系数）和压力迟滞。与国际同类产品相比，参数性能优异，例如压力迟滞达到0.009%FS。
论文详细研究了ESS SON压阻压力传感器工艺技术，相比于现有的APSM工艺，ESS SON技术制造工艺流程少、成本低，研制的压阻传感器性能优异，适合大批量生产。