[发明专利]用于高压的具有薄膜的微机电换能器、其制造方法和包括微机电换能器的系统

说明书

微机电换能器包括半导体主体、埋置在半导体主体内的四个腔、和四个膜，每个膜悬置于相应的腔之上，并且能够通过微机电换能器外部的压力的作用而被偏斜；微机电换能器进一步包括四个换能器元件，四个换能器元件由相应的膜容纳，并且在惠斯通电桥配置中互相电耦合，以将所述外部压力转换为电信号。

技术领域

本公开涉及微机电换能器、制造微机电换能器的方法以及包括微机电换能器的系统。

背景技术

如所知的，集成压力传感器可以通过微制造技术生产。这些传感器通常包括薄膜或隔膜，该薄膜或隔膜悬置于半导体主体中形成的腔上方。互连的压阻元件在膜内形成，并且被连接在惠斯通(Wheatstone)电桥中。当经受压力时，膜遭受变形，引起压阻元件的电阻的变化，使得惠斯通电桥变得不平衡。备选地，电容传感器是可用的，其中膜形成电容器的第一板，而第二板由固定参考物来形成。在使用中，膜的偏斜生成电容器的电容的变化，该变化可以被检测并且与施加在膜上的压力相关联。

然而，已知类型的集成半导体压力传感器通常被设计并用于测量相对低的温度(例如，高达0.1MPa)。为了增加集成半导体压力传感器的范围结束(end-of-scale)值，可以增加膜的刚度，以使针对相同的施加压力，较低值的信号被读取，从而降低传感器的灵敏度，并且即使针对较高的压力值，也使能获得可读取的信号。

例如，可以通过增加膜的厚度来增加膜的刚度。在用于制造已知类型的半导体压力传感器的过程中，膜是通过外延生长形成的。为获得较厚的膜而增加外延生长时间具有多个缺点，包括例如增加的成本以及半导体晶片的反面的增加的非均一性，从而引起在晶片操纵中的困难以及与制造过程的后续步骤不相容的问题。

发明内容

实施例涉及微机电换能器、制造微机电换能器的方法以及包括微机电换能器的系统。一个实施例涉及被配置为检测高压(诸如等于或者大于30MPa的压力)的微机电换能器。

附图说明

为了使能本公开更容易地被理解，现在将参照附图纯粹通过非限制性示例的方式，描述其优选的实施例，其中：

图1在俯视图中示意性地示出根据本公开的一个实施例的被提供有压阻换能器的微机电换能器。

图2示意性地示出图1的微机电换能器的横截面，该截面是沿着图1的截面线II-II取的；

图3是惠斯通电桥的电路图，该惠斯通电桥被用作图1的微机电换能器的读取电路；

图4在俯视图中示意性地示出根据本公开的另一实施例的被提供有压阻换能器的微机电换能器；

图5和图6在部分俯视图中示意性地示出图4的微机电换能器的放大详图；

图7A-7F示出制造图1和图2的压力传感器的过程的步骤；以及

图8示出根据相应实施例的设有图1或图4的微机电换能器的制动系统的框图。

具体实施方式

图1是根据本公开的一个实施例的微机电换能器(特别地，压力传感器1)的俯视图。图1的压力传感器1是在彼此正交的笛卡尔坐标轴X、Y和Z的系统中示出的。图2示出沿着图1的截面线II-II的压力传感器1的横截面。

参照图1和图2共同考虑，压力传感器1包括半导体主体2，该半导体主体2例如是由硅制成的，由前表面2a(正面)和后表面2b(反面)界定，前表面2a和后表面2b沿着Z轴彼此相对。