[发明专利]一种封装结构的压力传感器及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201510493452.2 申请日: 2015-08-12
公开(公告)号: CN105181231A 公开(公告)日: 2015-12-23
发明(设计)人: 曾鸿江;胡国俊;盛文军;刘莹 申请(专利权)人: 中国电子科技集团公司第三十八研究所
主分类号: G01L19/06 分类号: G01L19/06;G01L9/06
代理公司: 合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙) 34124 代理人: 丁瑞瑞
地址: 230000 安徽省合*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 封装 结构 压力传感器 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种封装结构的压力传感器,其特征在于,包括反面键合玻璃、硅片、正面键合玻璃、淡硼掺杂区、浓硼掺杂区、绝缘层、金属引线、中间层;所述硅片的正面通过掺杂制得淡硼掺杂区和浓硼掺杂区,所述硅片的背面通过刻蚀设有凹槽,所述凹槽的底部和淡硼掺杂区之间形成硅压力膜,所述绝缘层敷设在硅片的正面,所述金属引线设置在绝缘层的顶部,所述金属引线分别连接淡硼掺杂区和浓硼掺杂区,所述淡硼掺杂区形成四个压阻条,所述压阻条和金属引线构成惠斯通全桥结构,所述硅片的正面通过中间层与正面键合玻璃相键合;所述反面键合玻璃和硅片的背面键合,所述反面键合玻璃上正对硅压力膜的一面开设导气孔;所述正面键合玻璃上正对硅压力膜的部分开设空腔。

2.一种如权利要求1所述的封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)准备衬底单晶硅片;

(2)在单晶硅片的正面进行淡硼掺杂、浓硼掺杂,形成压阻条结构和浓硼掺杂区;

(3)在硅片的正面和反面都沉积绝缘层,并且在硅片的正面刻蚀出压阻条、浓硼掺杂区的电学接触孔;

(4)在硅片正面的绝缘层上沉积金属薄膜,通过图形化和刻蚀工艺将金属薄膜图形化,制得金属引线;

(5)在硅片正面的绝缘层上进行图形化,并沉积中间层薄膜,再图形化得到键合用的中间层;

(6)在硅片的反面利用图形化刻蚀将绝缘层图形化,并以此为掩膜,对硅片进行湿法腐蚀形成凹槽结构从而得到硅压力膜;

(7)将带有空腔的正面键合玻璃键合在硅片正面;

(8)将带有导气孔的反面键合玻璃键合在硅片反面,制得压力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述金属引线材料选自Al、Au、Cu、Ni、Ag、Pt或者合金膜中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述绝缘层选自二氧化硅膜、氮化硅膜、二氧化硅、氮化硅复合膜、有机薄膜中的任一种,厚度范围为1nm~100μm。

5.根据权利要求1所述的一种封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述图形化工艺选自光刻工艺、聚焦离子束刻蚀、激光扫描刻蚀工艺中的任一种;所述掺杂工艺选自离子注入掺杂、涂源扩散掺杂中的任一种。

6.根据权利要求1所述的一种封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,沉积工艺选自氧化、低压化学气相沉积、等离子增强化学气相沉积、溶胶凝胶工艺、有机材料涂覆固化工艺中的任一种;沉积厚度范围为1nm~100μm。

7.根据权利要求1所述的一种封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,金属薄膜沉积工艺选自溅射沉积、电子束蒸发沉积、加热蒸发沉积、电镀沉积、化学镀沉积、化学反应中的任一种,沉积厚度范围为1nm~100μm。

8.根据权利要求1所述的一种封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述刻蚀工艺选自干法离子刻蚀、XeF气体腐蚀、湿法各向异性腐蚀、湿法各向同性腐蚀、聚焦离子束刻蚀、激光刻蚀中的任一种。

9.根据权利要求1所述的一种封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述步骤(5)中,中间层薄膜选自二氧化硅膜、氮化硅膜、二氧化硅、氮化硅复合膜、不定型硅薄膜、多晶硅薄膜、有机薄膜或玻璃浆料薄膜中的任一种。

10.根据权利要求1所述的一种封装结构的压力传感器的制备方法,其特征在于,所述步骤(6)中,湿法腐蚀工艺选自四甲基氢氧化铵腐蚀、KOH腐蚀、有机液腐蚀中的任一种。

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