[发明专利]一种封装结构的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。