[发明专利]一种压力传感器芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种压力传感器芯片，其特征在于，包括：

第一基片、第二基片、第三基片和第四基片；其中，

所述第一基片下表面开设有压力参考腔，所述第一基片下表面和第二基片上表面键合形成键合基片，使得所述压力参考腔密封于所述第一基片和第二基片之间，其中，所述压力参考腔与第一基片上表面之间形成压力敏感膜；

所述第四基片上表面键合于所述第二基片下表面，且所述第四基片上表面开设有第二空腔用于容纳压力敏感部件、分离沟槽和弹簧；

所述压力敏感膜所对应的第一基片上表面区域形成有压敏电阻和连接线，所述压敏电阻通过所述连接线组成惠斯顿电桥检测电路；

所述压力参考腔、压力敏感膜、压敏电阻、连接线共同构成所述压力敏感部件；

所述键合基片中位于压力敏感部件的外侧设有所述分离沟槽和弹簧，所述分离沟槽连通所述第二空腔并将所述压力敏感部件和键合基片的边框分开，所述弹簧的一端连接至所述键合基片的边框，所述弹簧的另一端连接至所述压力敏感部件；

所述第一基片上表面的边框区域设有焊盘，所述焊盘通过所述连接线连接于所述压敏电阻；

所述第三基片下表面键合于所述第一基片上表面，且所述第三基片下表面开设有第一空腔用于容纳所述压力敏感部件、分离沟槽和弹簧；

所述第一空腔、第二空腔和分离沟槽相互连通共同构成容纳所述压力敏感部件的容纳空间，所述容纳空间外壁开设有引压孔，以将所述容纳空间和外部气体环境连通。

2.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于：

所述压力参考腔为正方形。

3.根据权利要求2所述的压力传感器芯片，其特征在于：

所述压敏电阻为四个，分别布置于所述压力参考腔的四个边的最佳应力敏感区；

所述压敏电阻为离子注入P型电阻。

4.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于：

所述弹簧数量为一至四根，均布置于所述压力敏感部件的一侧。

5.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于：

所述引压孔开设于第一基片和/或第二基片和/或第三基片和/或第四基片。

6.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于：

所述焊盘和连接线的材料为铝。

7.根据权利要求1所述的压力传感器芯片，其特征在于：

所述压力参考腔内气压低于1Pa。

8.一种压力传感器芯片的制造方法，包括以下步骤：

刻蚀第一基片下表面，以形成压力参考腔，将第一基片下表面和第二基片上表面键合以形成键合基片，使得所述压力参考腔密封于所述第一基片和第二基片之间，所述压力参考腔与第一基片上表面之间形成压力敏感膜；

刻蚀第四基片上表面，以形成用于容纳压力敏感部件、分离沟槽和弹簧的第二空腔，将所述第四基片上表面键合于所述第二基片下表面；

在所述压力敏感膜所对应的第一基片上表面区域制备压敏电阻和连接线，所述压敏电阻通过所述连接线组成惠斯顿电桥检测电路，并在第一基片上表面远离所述压力敏感膜的边框区域制备焊盘，所述焊盘通过所述连接线连接于所述压敏电阻，所述压力参考腔、压力敏感膜、压敏电阻、连接线共同构成所述压力敏感部件；

刻蚀所述键合基片中位于所述压力敏感部件的外侧，以形成所述分离沟槽和弹簧，其中所述分离沟槽连通所述第二空腔并将所述压力敏感部件和键合基片的边框分开，所述弹簧的一端连接至所述键合基片的边框，所述弹簧的另一端连接至所述压力敏感部件；

刻蚀第三基片下表面，以形成用于容纳压力敏感部件、分离沟槽和弹簧的第一空腔，将所述第三基片的下表面键合于所述第一基片的上表面，所述第一空腔、第二空腔和分离沟槽相互连通共同构成容纳所述压力敏感部件的容纳空间；

刻蚀所述容纳空间外壁，以形成连通所述容纳空间和外部气体环境的引压孔。