[发明专利]压力传感器

说明书

一种压力传感器，包括：第一基底(1)和附连到第一基底(1)的盖(4)。盖(4)包括处理电路(241)、腔室(41)以及可变形隔膜(42)，该隔膜隔离腔室(41)和通向压力传感器外界的开口。提供感应装置，其将可变形隔膜(42)对开口处的压力响应转换为信号，信号能够被处理电路(241)处理。盖(4)附连到第一基底(1)，可变形隔膜(42)面向第一基底(1)，且间隙(6)设置在可变形隔膜(42)和第一基底(1)之间，该间隙(6)有助于开口。第一基底(1)包括附连盖(4)的支承部分(7)、将压力传感器电连接到外部装置的接触部分(8)，以及用以从接触部分(8)中悬置出支承部分(7)的一个或多个悬置元件(9)。

技术领域

本发明涉及压力传感器以及制造压力传感器的方法。

背景技术

压力传感器以及制造压力传感器的方法是众所周知的。例如，在美国专利No.US7,704,774 B2中，描述了一种压力传感器，其通过结合两个基底来进行制造，第一基底包括CMOS电路，而第二基底是SOI基底。腔室形成在第一基底的顶部材料层内，其由第二基底的硅层覆盖。将第二晶片部分的或全部的基底去除，以由硅层形成隔膜。或者，该专利还进一步描述了腔室可形成在第二基底内。第二基底电连接到第一基底上的电路。已知的设计允许使用标准的CMOS过程以将电路集成到第一基底上。

在压力传感器中，隔膜是可感应应力的。当压力传感器安装在载体上并电连接到该载体时，机械应力可被唤起并通过钎焊球传输到第一基底，具体来说，传输到诸如隔膜那样的压力传感器的应力感应结构上。

发明内容

因此，根据本发明的第一方面，提供一种压力传感器，尤其是绝对压力传感器，其具有可变形隔膜以提供腔室和开口之间的分离，在绝对压力传感器的情形中，腔室有基本上恒定的压力，而开口通向传感器的外部。腔室形成在盖内，该盖附连到第一基底，可变形隔膜面向第一基底，且在可变形隔膜和第一基底之间有间隙。该盖还包括处理电路。可变形隔膜的变形由合适的感应装置转换为信号，信号供应到盖内的处理电路并由该处理电路处理。

第一基底包括盖附连于其上的支承部分。提供第一基底的接触部分，使压力传感器电连接到外界。支承部分由一个或多个悬置元件从接触部分悬置出来。

在该设置中，作为感应应力的元件的可变形隔膜，本质上用机械方式与第一基底的接触部分脱离，应力可通过该接触部分由外部载体产生，或在安装压力传感器过程中，假定该接触部分较佳地是压力传感器通过该部分电和机械地连接到外部载体的唯一部分，应力则引到外部载体，该外部载体例如可以是外部装置。不仅可变形隔膜不再附连到第一基底，取而代之的是集成到盖中。此外，第一基底部分，即，支承部分与接触部分机械上已经脱离。另一方面，盖附连且较佳地是单独地附连到第一基底的支承部分上，但不是附连到接触部分，这样，隔膜与第一基底的基础部分没有直接的机械连接。因此，通过第一基底的接触部分朝向隔膜产出的应力的传播大大地被减弱。

盖布置成让可变形隔膜面向第一基底，较佳地面向第一基底的前侧。间隙设置在可变形隔膜和第一基底的前侧之间，以允许隔膜沿着正交于盖平面的方向挠曲。在如此设置中，假定可变形隔膜不直接面向传感器的环境，则可变形隔膜受到保护。

在一优选的实施例中，盖至少部分地由第二基底制造而成。较佳地，第二基底是半导体基底，诸如是硅基底。因此，第二基底例如可含有由硅制成的材料块以及堆叠在材料块上的不同层，诸如是一层或多层的金属层、绝缘层以及钝化层。较佳地是，处理电路集成到第二基底中。同样较佳地是，腔室只形成在第二基底的堆叠层内，而不到达材料块内。

在一优选的实施例中，可变形隔膜由第三基底构成，第三基底附连到第二基底的顶层。例如，第三基底可以是SOI(绝缘体上硅)基底，其中，具体来说，可变形隔膜可由SOI基底的硅层构成，而绝缘层和SOI基底的材料块在处理过程中被移去。