[发明专利]用于制造应力解耦的微机械压力传感器的方法

说明书

本发明提出一种用于制造微机械压力传感器(100)的方法，具有以下步骤：提供具有硅衬底(11)和构造在该硅衬底中的、在传感器膜片(12)下面的第一空腔(13)的MEMS晶片(10)；提供第二晶片(30)；使所述MEMS晶片(10)与所述第二晶片(30)键合；并且使传感器芯(12、13、13a)从背侧开始露出，其中，在传感器芯(12、13、13a)和所述硅衬底(11)的表面之间构造第二空腔(18)，其中，借助蚀刻过程构造所述第二空腔(18)，该蚀刻过程以限定改变的蚀刻参数实施。

技术领域

本发明涉及一种用于制造微机械压力传感器的方法。本发明还涉及一种微机械压力传感器。

背景技术

例如由DE 10 2004 006 197 A1已知微机械压力传感器，在所述微机械传感器中根据传感器膜片的变形测量压力差。

在已知的微机械压力传感器中作为机电换能器使用的半导体电阻不仅接收由于作用到膜片上的压力影响而产生的机械应力，而且也接收由于机械干扰影响而产生的应力。在此，两种最重要的干扰影响如下：

-在构造技术和连接技术(AVT)方面的耦合应力，该耦合应力通过以下因素产生：

-在其上安装有传感器的电路板的变形，

-壳体在温度的影响下、例如由于焊接的变形

-所使用的粘接胶的温度变化特性

-由于覆盖层的温度变化特性而产生的传感器元件的固有应力

所提到的效应可以部分地通过合适的调整、例如在介电覆盖层的情况下克服。金属化以及AVT方面的耦合应力的影响与构件的历史(例如尤其在焊接时/之后的金属蠕变)明显相关。这不能通过在交付组件之前的调整来补偿。

DE 10 2015 116 353 A1公开了一种具有机械解耦的微集成的封装MEMS传感器和为此的制造方法。在此，在SOI衬底上制造的压力传感器通过埋入的氧化物层的蚀刻、例如借助HF气相蚀刻从背侧露出。在此，蚀刻气体的导入通过之前挖到晶片背侧的硅中的进入孔实现。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于具有改善的运行特性的微机械压力传感器的替代制造方法。

根据第一方面，所述任务通过用于制造微机械压力传感器的方法解决，所述方法具有以下步骤：

-提供具有硅衬底和构造在该硅衬底中的、在传感器膜片下面的第一空腔的MEMS晶片；

-提供第二晶片；

-使MEMS晶片与第二晶片键合；

-构造在硅衬底中的传感器膜片；和

-使传感器芯从背侧开始露出，其中，在传感器芯和硅衬底的表面之间构造第二空腔，其中，借助于蚀刻过程构造第二空腔，该蚀刻过程以限定改变的蚀刻参数实施。

以该方式，提供具有全面露出的压力传感器膜片的微机械压力传感器，由此实现有效的应力解耦结构。通过蚀刻状况的改变能够提供为此所需的在硅衬底内部的第二空腔。以该方式同时建立针对污染的有效防护和用于微机械压力传感器的介质入口。以该方式可以强烈减少微机械压力传感器的误差信号，由此改善压力传感器的运行特性。借助与MEMS晶片键合的第二晶片的支承作用能够以舒适的方式实施从背侧开始的整个过程。

根据第二方面，所述任务通过微机械压力传感器解决，所述微机械压力传感器具有：

-构造在硅衬底中的、具有传感器膜片的压力传感器芯，其中，在传感器膜片中构造有第一空腔；

-在硅衬底中在传感器芯上方构造的第二空腔；

-其中，第二空腔借助于蚀刻过程产生，该蚀刻过程的蚀刻参数在蚀刻过程期间已限定地改变。