电容式压力传感器及其制造方法与流程

本发明涉及一种具有第一基体的电容式压力传感器，该第一基体具有两个导电层和被布置在这两层之间的绝缘层，该绝缘层使这两层彼此电绝缘；导电测量膜，该导电测量膜被布置在包含压力室的第一基体上，该测量膜可以载以要测量的压力；以及电极，该电极设置在面向膜的层中并且与所述测量膜间隔开，所述电极与测量膜一起形成电容器，该电容器具有随作用在测量膜上的压力而变化的电容；以及其制造方法。

背景技术：

电容式压力传感器用于工业计量以测量压力。例如，被指定为半导体传感器或传感器芯片的压力传感器被用作压力传感器，其可以使用半导体技术已知的方法在晶片结构中成本有效地制造。被设计为绝对或相对压力传感器的压力传感器通常具有施加到包含压力室的基体上的测量膜，在测量操作中该测量膜的外侧载以要测量的压力。绝对压力传感器测量相对于在压力室中占大部分的真空作用在测量膜上的压力。相对压力传感器测量相对于提供给压力室的参考压力的压力，参考压力例如当前的大气压力。

被设计为差压传感器的压力传感器通常具有两个基体，在这两个基体之间布置有测量膜。在这些传感器中，在测量膜下方包括的压力室也分别设置在两个基体中的每一个中。在测量操作中，测量膜的第一侧经由第一基体中的凹部载以第一压力，并且测量膜的第二侧经由第二基体中的凹部载以第二压力。

电容式压力传感器包括至少一个电容式机电转换器，其取决于作用在所述测量膜上的压力来检测测量膜的偏转，并且将所述偏转转换成反映要测量的压力的电信号。半导体传感器通常具有导电测量膜，该导电测量膜与电极一起集成到基体中并且与测量膜电绝缘，形成具有取决于要测量的压力的电容的电容器。

在de10393943b3中描述了被设计为电容差压传感器的差压传感器。这包括安装在第一基体和第二基体之间的测量膜，所述测量膜连接成与每个基体压力密封，并且相应地包含压力室，所述测量膜的第一侧能够经由第一基体中的凹部载以第一压力，并且所述测量膜的第二侧能够经由第二基体中的凹部载以第二压力。基体分别包括背离膜的导电层和面向膜的导电层，以及布置在两层之间并且使两层彼此绝缘的绝缘层。在基体的面向膜的层中设置有与测量膜隔开的相应电极，该电极与测量膜一起形成电容器，该电容器具有随作用在测量膜上的压力而变化的电容。为此，电极经由沟槽与相应的面向膜的层的外边缘区域电绝缘，所述边缘区域与测量膜连接。

原则上，可以使用两个测量电容c1、c2中的每一个来确定压差。然而，压差确定优选地不是使用单独测量的电容而是使用两个电容c1、c2中的差分变化f而发生。例如，根据f＝k(1/c1-1/c2)，可以将差分变化f确定为常数k和电容c1、c2的倒数值之差的乘积，并且表现出对要测量的压差的线性依赖性。

对于电容式压力传感器，存在的问题是相应的电容耦合不仅在测量膜的根据压力变形的区域和与其相对的电极之间存在，而且在电极和它们的周围环境之间以及在测量膜和其周围环境存在。因此，除了根据压力变化的电容之外，在电极中的一个和测量膜之间测量的电容还包括由于相对于环境的电容耦合的寄生电容。与压力相关电容的电容变化相比，寄生电容越大，所述变化取决于要被计量检测的测量膜的压力相关偏转，测量效果越小，因此可实现的测量精度也越小。

此外，寄生电容导致非线性效应，其阻碍使用所测量的电容来确定要测量的压力。特别地，差压传感器中的寄生电容产生差分变化f对要测量的压力差的非线性依赖性，所述依赖性取决于差压传感器的大小。此外，寄生电容的不可重现的变化可能导致电容测量信号的失真。

为了减小寄生电容的负面影响，de10393943b3描述了分别通过背离膜的层和相应基体的绝缘层，在集成到基体内的电极之间建立接触，并且将电极与差压传感器的环境屏蔽，因为参考电势经由施加到差压传感器外部的导电涂层施加到测量膜、面向膜的层的边缘区域和背离膜的层。为此，涂层优选地接地。可替选地，描述了连接到前述模块的电路，其将所有这些模块保持在接地电势或所连接电路的参考电势。然而，在压力传感器的个体化之后，随后仅可能涂覆在晶片结构中产生的压力传感器的外部。每一个压力传感器的涂层是复杂的，并且与在晶片结构上可以经济有效地执行的工艺相比，精度更低。

假设所引用的部件被设定为相同的电势，则产生与压力传感器相对于所述压力传感器的环境的屏蔽，类似于利用法拉第笼的屏蔽，并且在压力传感器内部电极的直接环境中的电势关系保持稳定。然而，这不可避免地具有如下结果：电极及其通过跨相应的基体的连接线位于电极电势，随着时间的推移随待测量的压力而变化，不同于围绕它的模块的电势并且相对于这些而变化。由于在差压传感器内，相对于围绕它们的模块，在电极及其连接线之间存在电容耦合，电极电势的任何变化都会在电极及其连接线的直接环境中产生电荷偏移，所述电荷偏移立即对经由电极端子分接的测量信号起反作用。因此，它们导致测量信号的失真，因此对测量精度产生负面影响。

技术实现要素：

本发明的目的是指定高精度压力传感器及其制造方法。

根据本发明，该目的通过一种压力传感器实现，该压力传感器具有：

-第一基体，

--该第一基体具有两个导电层和一个绝缘层，该绝缘层布置在这两个层之间并且使所述两个层彼此电绝缘，

-导电测量膜，该导电测量膜布置在包括压力室的第一基体上，并且可以载以要测量的压力，以及

-电极，该电极被设置在面向膜的层中并且与测量膜间隔开，该电极与测量膜一起形成电容器，该电容器具有随作用在测量膜上的压力而变化的电容，

其特征在于，压力传感器

-具有测量膜端子，经由该测量膜端子可以将参考电势施加到测量膜，

-具有电极端子，电极的电极电位可以经由该电极端子分接，

-屏蔽端子，经由该屏蔽端子可以将能够独立于参考电势预先确定的屏蔽电势，尤其是对应于电极电势的屏蔽电势施加到远离膜的层。

发展的特征在于，提供了在输入侧连接到电极端子并且在输出侧连接到屏蔽端子的电路(尤其是具有缓冲放大器，尤其是阻抗转换器的电路)，该电路在测量操作中，

-通过在输入侧处与其连接的电极端子分接电极电势，

-生成与所分接的电极电势相对应的屏蔽电势，以及

-将屏蔽电势施加到在输出侧与其连接的屏蔽端子。

根据优选实施例，参考电势为地，或者连接到电极端子，尤其是连接到电极端子和屏蔽端子的电路的参考电势。

第一变体的特征在于，

-面向膜的层具有与测量膜连接并且与电极电绝缘的外边缘区域，

-在边缘区域和测量膜之间设置有附加绝缘层，其使边缘区域与测量膜电绝缘，以及

-边缘区域经由导电连接与屏蔽端子连接。

第二变体的特征在于，

-面向膜的层具有与测量膜连接并且与电极电绝缘的外边缘区域，并且

-边缘区域经由导电连接与膜端子连接。

优选的发展的特征在于

-膜端子包括膜端子线，所述膜端子线沿着设置在第一基体中的凹部(尤其是设置在第一基体的边缘处的凹部)的所生成的表面从背离膜的层的正侧(所述正侧背离膜)延伸到测量膜，所述膜端子线与所述测量膜导电连接，以及

-屏蔽端子具有屏蔽端子线，尤其是跨首先设置在基体中的凹部的所生成的表面延伸的屏蔽端子线，所述屏蔽端子线与背离膜的层导电连接。

进一步发展的特征在于，

-面向膜的层具有外边缘区域，其与测量膜连接并且与电极电绝缘，以及

-电极端子包括电极端子线，该电极端子线沿着设置在第一基体中的凹部的所生成的表面从背离膜的层的正侧(所述正侧背离膜)一直延伸到电极，所述电极端子线通过绝缘层与背离膜的层电绝缘，该绝缘层布置在电极端子线和背离膜的层之间。

第一个变体的发展的特征在于，

-第一基体具有第一凹部，该第一凹部延伸通过背离膜的层和布置在背离膜的层与面向膜的层之间的绝缘层，直到面向膜的层的边缘区域，以及

-屏蔽端子包括沿着第一凹部的所生成的表面延续的屏蔽线，并且在所生成的表面，屏蔽线与面向膜的层的边缘区域和背离膜的层导电连接，

-第一基体具有第二凹部，该第二凹部延伸通过背离膜的层、绝缘层、面向膜的层的边缘区域和附加绝缘层，直到测量膜，

-膜端子包括膜端子线，该膜端子线

--沿着第二凹部的所生成的表面延续通过背离膜的层、绝缘层、和面向膜的层的边缘区域，到达测量膜，

--经由布置在膜端子线和所生成的表面之间的绝缘层，与面向膜的层的边缘区域以及背离膜的层电绝缘，以及

--与测量膜的通过凹部可接近的区域导电接触。

第二变体的发展的特征在于，

-屏蔽端子包括屏蔽线，该屏蔽线跨背离膜的层的所生成的表面延伸，

-其中所生成的表面特别地包括设置在第一基体中的第一凹部的所生成的表面，其从背离膜的正侧通入第一基体，并且最大延伸到绝缘层，

-边缘区域与测量膜连接，经由附加绝缘层与所述测量膜电绝缘，

-第一基体具有第二凹部，该第二凹部从第一基体的正侧(所述正侧背离膜)，延伸通过背离膜的层、绝缘层、面向膜的层的边缘区域和附加绝缘层，直到测量膜，以及

-膜端子包括膜端子线，该膜端子线

--沿着第二凹部的所生成的表面，延续通过背离膜的层、绝缘层和面向膜的层的边缘区域，到达测量膜，

--经由布置在膜端子线和所生成的表面之间的绝缘层与背离膜的层电绝缘，以及

--与面向膜的层的边缘区域以及测量膜的通过凹部可接近的区域导电接触。

本发明还包括根据本发明的压力传感器，所述压力传感器的特征在于，

-与测量膜连接并且包括压力室的第二基体设置在测量膜的与第一基体相反的一侧上，

-第一侧测量膜可以经由在第一基体中的通向第一基体的压力室的凹部载以第一压力，并且测量膜的第二侧可以经由在第二基体中的通向第二基体的压力室的凹部载以第二压力，以及

-第二基体

--具有两个导电层和一个绝缘层，该绝缘层被布置在这两个层之间并且使这两个层彼此绝缘，

--具有电极，该电极设置在面向膜的层中并且与测量膜间隔开，该电极与测量膜一起形成电容器，该电容器具有随作用在测量膜上的压力而变化的电容，

--具有电极端子，经由该电极端子，其电极所在的电极电势被分接，以及

--具有屏蔽端子，经由该屏蔽端子，可以将屏蔽电势，尤其是对应于其电极的电极电势的屏蔽电势施加到背离膜的层。

最后引用的变体的发展的特征在于，

-第二基体的面向膜的层具有与测量膜连接并且与电极电绝缘的外边缘区域，该外边缘区域

--与测量膜电绝缘，并且经由导电连接部与第二基体的屏蔽端子连接，或

--经由导电连接部与通过第二基体的膜端子连接。

本发明还包括操作根据本发明的压力传感器的方法，其特征在于，

-测量膜载以要测量的压力

-通过由(设置在基体中的一个中的)电极和测量膜形成的至少一个电容器来测量取决于作用在测量膜上的压力的电容，

-在相应电容的测量期间，将参考电势，尤其是接地电势或连接到压力传感器的电路——尤其是包括电容测量电路的电路——的参考电势施加到测量膜，以及

-在相应电容的测量期间，将屏蔽电势施加到基体的包括具有此电容器的电极(17)的层(所述层背离膜)，该屏蔽电势对应于该电容器的电极的电极电势。

本发明还包括根据优选发展的用于制造压力传感器或差压传感器的方法，该方法的特征在于，

-制造在晶片结构中发生，

-基体由晶片，尤其是soi晶片制造，所述晶片具有导电衬底层、布置在导电衬底层上的绝缘层和布置在其绝缘层上的导电覆盖层，其中

--从衬底层生成基体的背离膜的层，从晶片的绝缘层产生基体的绝缘层，以及从晶片的覆盖层产生面向膜的层，

--要设置在基体中的凹部由在晶片的对应层中生成的凹陷(relief)，尤其是由蚀刻工艺生成的凹陷生成，

--在制造具有膜端子的基体时，在膜端子线与背离膜的层之间，或在膜端子线与背离以及面向膜的层之间施加绝缘层，所述绝缘层尤其是经由氧化工艺施加，以及

--屏蔽线，以及在具有膜端子的基体的制造中，还有膜端子线作为金属涂层施加(尤其是溅射)。

这种制造差压传感器的方法的发展的特征在于，

-通过相应的方法在晶片结构中产生第一基体和第二基体，

-在第一基体和第二基体的面向膜的层上生成附加绝缘层，最终的压力传感器中的绝缘层产生面向膜的层的外边缘区域(所述外边缘区域与测量膜连接)与相应的测量膜绝缘，

-设置有附加绝缘层的第一基体在晶片结构中尤其是经由直接硅键合(硅熔融键合)与具有导电覆盖层的第二晶片连接，使得第二晶片的覆盖层位于绝缘层之上，

-除了形成测量膜的覆盖层之外，去除第二晶片，以及

-设置有附加绝缘层的第二基体在晶片结构中尤其是经由直接硅键合(硅熔融键合)与形成测量膜的覆盖层连接，使得施加在第一基体和第二基体上的绝缘层相对地定位。

附图说明

现在将使用附图中的图形详细说明本发明及其优点，附图中示出两个示例性实施例。相同的元件在附图中由相同的附图标记表示。

图1示出根据本发明的压力传感器的平面图；

图2-4示出图1中的压力传感器的剖面图；

图5示出根据本发明的压力传感器和与其连接的电路的示意图；

图6-8示出图1的压力传感器的替选实施例的截面图；

图9示出用于根据图1-4的压力传感器的制造的方法步骤。

具体实施方式

图1示出根据本发明的压力传感器的平面图，压力传感器在这里被设计为差压传感器。图2-4示出该压力传感器沿图1中绘出的剖面a-a'、b-b'、c-c'的截面图。

压力传感器包括布置在第一基体和第二基体1、3之间的压敏导电测量膜5，该测量膜5的第一侧可以经由第一基体1中的凹部7载以第一压力p1，测量膜5的第二侧可以经由第二基体3中的凹部7载第二压力p2。为此，在两个基体1、3中的每一个中设置有压力室9，该压力室9在测量膜5下方封闭，第一或第二压力p1、p2可以经由相应基体1、3中的凹部7供应到压力室9。

第一基体1包括两个导电层11、13，导电层11、13之间布置有使这两个层11、13彼此电绝缘的绝缘层15。面向膜的层11包括与测量膜5间隔开的内部电极17，该电极17被面向膜的层11的与测量膜5的外边缘连接的外边缘区域19包围。电极17和边缘区域19通过设置在面向膜的层11中并且通向绝缘层15的沟槽21彼此电绝缘。沟槽21的位置在图1的平面图中用虚线表示。

第二基体3也优选地具有通过布置在两个层11、13之间的绝缘层15彼此绝缘的两个导电层11、13。此外，在第二基体3中还优选地设置与测量膜5间隔开的至少一个内部电极17，该电极17优选地同样由面向膜的层11的内部区域形成，该内部区域通过沟槽21与面向膜的层11的外边缘区域19电绝缘，所述外边缘区域19与测量膜5的外边缘连接。

两个电极17中的每一个与导电测量膜5一起形成电容器，该电容器具有随作用在测量膜5上的压差δp而变化的电容。

根据本发明，压力传感器具有与测量膜5连接以导电的膜端子23，并且具有电极17的每个基体1、3具有：电极端子25，其与相应电极连接以便导电；以及屏蔽端子27，其与相应基体1、3的层13连接以便导电，所述层13背离膜。电极17所在的可变电极电势e1、e2可以通过电极端子25进行分接。此外，测量信号的转移也分别经由电极端子25进行，使用该测量信号来确定由相应电极17和测量膜5形成的电容器的压力依赖电容c1、c2。与此相反，膜端子23用于将参考电势u0施加到测量膜5。参考电势u0优选地是稳定的、可预定的电势，其最好是随着时间的推移不变的，例如地或连接到压力传感器的电路的参考电势。屏蔽端子27用于将屏蔽电势ue1、ue2施加到相应的基体1、3的层13，所述层13背离膜。因此，屏蔽电势ue1、ue2可以独立于施加到测量膜5的参考电势u0来提供。在测量操作中，屏蔽电势ue1、ue2被施加到配备有电极15的每个基体1、3的层13(所述层13背离膜)，该屏蔽电势ue1、ue2对应于设置在各个基体1、3中的电极17的电极电势e1、e2，电极电势e1、e2经由相应基体1、3的电极端子25分接。

相应的屏蔽电势ue1、ue2不仅施加到背离膜的层13，而且并行施加到围绕相应电极17的相应基体1、3的边缘区域19。在图2-4中所描绘的示例性实施例中，这是由于在边缘区域19和测量膜5之间设置相应的绝缘层29，并且以导电方式与背离膜的层13连接的屏蔽端子27被引导跨越相应的背离膜的层13，通过附加绝缘层29，直到相应的基体1、3的边缘区域19，在边缘区域19处屏蔽端子27与相应的边缘区域19以导电方式连接。可替选地，外边缘区域19可以经由以导电方式连接的单独的屏蔽端子分别接触，并且被保持在对应于相应电极电势e1、e2的屏蔽电势ue1、ue2。

经由将对应于相应电极电势e1、e2的屏蔽电势ue1、ue2施加到背离膜的层13，实现的是，在测量期间，背离膜的层13与电极17及其电极端子25处于相同的电势。在每个基体1、3中，其电极17与其背离膜的层13之间的寄生电容以及其电极端子25与其背离膜的层13之间的寄生电容由此短路。自然地，这也适用于边缘区域19，只要它们同样经由屏蔽端子27保持在相应的屏蔽电势ue1、ue2处即可。

图5示出图1至图4的压力传感器连同连接到压力传感器的端子的电路的框图的示意图。对于具有电极17的每个基体1、3，电路分别包括电容测量电路和生成与相应电极电势e1、e2相对应的屏蔽电势ue1、ue2的电路。根据电荷转移原理工作的电容测量电路，例如，如在de10134680a1中所描述的，优选地用作电容测量电路。这种电容测量电路分别包括第一缓冲放大器ov1、ov2，尤其是阻抗转换器，其在输入侧连接到相应电极17的电极端子25，并且在输出侧供应与相应电极17的电极电势e1、e2相对应的时钟和周期性更新的信号电压us1、us2。此外，它们分别具有已知电容cref1、cref2的参考电容器k1、k2，电容器k1、k2的第一侧经由第一开关s1与电压源连接，该电压源生成优选地相对于在测量膜5处存在的参考电势u0的充电电压ul。相应参考电容器k1、k2的第二侧与第一缓冲放大器ov1、ov2的输出连接；因此，不断地施加与各电极电势e1、e2相对应的信号电压us1、us2。电极端子25分别经由第二开关s2以及经由第三开关s3连接到参考电势u0，且连接点被布置在第一开关s1和相应的参考电容器k1、k2的第一侧之间，该连接点与相应的参考电容器k1、k2的第一侧连接。电容测量在测量循环中进行，其中在第一阶段中，由相应电极17和测量膜5形成的电容器被放电，并且用限定的参考电荷对相关联的参考电容器k1、k2充电。在由相应电极17和测量膜5形成的与压力相关的电容器放电期间，第二开关s2闭合，第三开关s3断开。在参考电容器k1、k2的充电期间，第一开关s1闭合，第三开关s3断开，使得充电电压ul分别被施加到参考电容器k1、k2的第一侧，并且信号电压us1、us2分别被施加到参考电容器k1、k2的第二侧。然后，进行电荷转移，将参考电荷转移到由相应电极17和测量膜5形成的电容器，并且与相应的参考电容器k1、k2连接。在测量周期的这个阶段期间，第一开关s1和第二开关s2断开，第三开关s3闭合，使得参考电荷横跨位于参考电容器k1、k2的第一侧之间的、由于第三开关s3的闭合而存在的连接被提取到相应电极17。由于电荷转移，电极电势e1、e2分别出现在电极17处，该电极电势e1、e2对应于各个参考电容k1、k2与要测量的电容c1、c2的比率。因此，在缓冲放大器ov1、ov2的输出处可用的信号电压us1、us2与要测量的各个电容c1、c2的倒数成比例，并且被供应至电子评估单元31，其在输出侧连接到缓冲器放大器ov1、ov2，该电子评估单元31使用信号电压us1、us2来确定要测量的压差δp。

这种根据电荷转移原理操作的电容测量电路具有以下优点：所产生的信号电压us1、us2对应于电极电势e1、e2，因此可以直接用作屏蔽电势，因为缓冲放大器ov1、ov2在输出侧连接到各个屏蔽端子27。如果需要，为了进一步放大，缓冲放大器ov1、ov2的输出信号可以分别被供应给这些附加的下游缓冲放大器ov3、ov4，例如，阻抗转换器中的一个，然后在输出侧馈送到相应的屏蔽端子27。

可替选地，也可以使用从现有技术已知的其它电容测量电路。只要所使用的电容测量电路不包括生成对应于相应电极电势e1、e2的信号的子电路，则提供附加电路以生成屏蔽电势。例如，适合于此的缓冲放大器将在输入侧连接到相应电极端子25，例如在输出侧连接到相应的屏蔽端子27的阻抗转换器。

因为背离膜的层13以及优选地还有基体1、3的边缘区19被保持在与相应电极电势e1、e2相对应的屏蔽电势ue1、ue2，避免了压力传感器的这些区域内的电荷移动，所述电荷移动归因于相应电极17和属于同一基体1、3的背离膜的层13之间的寄生电容耦合，以及每个基体1、3的相应电极17和属于相同的基体1、3边缘区域19之间的寄生电容耦合。这提供了如下优点：要经由电极端子25接收的测量信号被保护防止不依赖于要测量的压力但仍然改变所述测量信号的电荷移动。因此，可以通过本发明的压力传感器实现的测量精度得到改善。

此外，屏蔽电势ue1、ue2的施加也具有与上述现有技术完全相同的效果：相应电极17与压力传感器的外部环境的屏蔽。因此，因此保护压力传感器不受来自外部的作用于其上的干扰信号的影响，以及不受依赖于压力传感器集成在诸如电极17和围绕压力传感器的金属壳体之间的使用位置处的电容耦合的影响。

图6至图8示出压力传感器的可替选实施例，该压力传感器在这里同样被设计为差压传感器。它与图2-4中所描述的差压传感器的不同之处在于，具有电极17的基体1、3的边缘区域19不保持在相关联的屏蔽电势ue1、ue2，而是保持在施加到测量膜5的参考电势u0。为此，图6-8中描绘的差压传感器的屏蔽端子27'相应地缩短，使得只有背离膜的层13与相应的屏蔽端子27'导电连接。与前面所述的示例性实施例相比，这里，两个基体1、3中的每一个都将配备有膜端子23'，其与相应的背离膜的层13电绝缘，跨相应的边缘区域19延伸到测量膜5，并且与相应的边缘区域19和测量膜5导电连接。作为替选，外边缘区域19在这里自然也可以分别通过以导电方式与其连接的单独的端子接触，并且保持在参考电势u0，或者边缘区域19中的一个可以经由膜端子23'以图8所示的方式接触，而另一个经由单独的端子接触并且保持在参考电势u0。除了所引用的差异之外，图6至图8中所描绘的差压传感器与图2至图4中所描述的示例性实施例一致，使得以上描述在这方面因此被引用。由于这些实施例中的边缘区域19保持在与测量膜5相同的参考电势u0，所以不要求测量膜5经由绝缘层29与边缘区域19绝缘。然而，如这里所示，可以用于实现测量膜5和两个电极17之间的分离。可替选地，也可以自然地省略绝缘层29，并且测量膜5和两个电极17之间的分离可以另外产生，例如，因为使用与测量膜5直接连接的边缘区域，该边缘区域表现出比电极的结构高度更大的结构高度。

本发明不限于这里描述的差压传感器，而是可以完全类似地结合本文所描述的压力传感器的实施例的修改来使用。作为示例，引用与本文所描述的示例性实施例不同的差压传感器，其中仅两个基体中的一个具有电极，或者两个基体中的至少一个具有两个或更多个电极。另外一个示例是仅具有一个基体的相对压力传感器，测量膜在所述一个基体上被布置成包含压力室。在这种情况下，省略了设置在所描述的差压传感器中的第二基体3。在测量操作中，然后在测量膜5的外部载以要测量的压力p，同时经由第一基体1中的凹部7向压力室9供应的参考压力被施加到测量膜5的内部。自然地，绝对压力传感器也可以完全类似于这些相对压力传感器构造，因为所描述的相对压力传感器的压力室9被排空。在绝对压力传感器中，集成到基体1中的电极15优选地通过基体的背离膜的层接触，其中所评估的压力室相对于在背离膜的层13中的对应凹部由电极15密封。

根据本发明的压力传感器的膜端子23、23'和屏蔽端子27、27'优选地分别具有屏蔽端子或膜端子线33、35、33'、35'，所述屏蔽端子或膜端子线33、35、33'、35'被施加到设置在各个基体1、3中的对应位置的凹部37、39、37'、39'的所生成的表面。

在图2至图4中所描绘的示例性实施例中，为此，基体1、3分别具有设置在相应基体1、3的边缘上的第一凹部37，该凹部37通过相应的背离膜的层13和绝缘层15通向面向膜的层11。为此，屏蔽端子27分别包括布置在相应凹部37的所生成的表面上的屏蔽线33，该屏蔽线33从边缘区域19的背离膜的一侧的区域——所述区域被凹部37覆盖——通向到相应的背离膜的层13的正侧，所述正侧背离膜。例如，屏蔽线33是直接施加到凹部37的对应的所产生的表面以及相应的背离膜的层13的正侧上的金属涂层，所述正侧背离膜，其中屏蔽线33与相应的背离膜的层13和相应的边缘区域19导电接触。

此外，至少第一基体1具有设置在第一基体1的边缘的第二凹部39，该凹部39延伸通过相应的背离膜的层13、绝缘层15、以及面向膜的层11的边缘区域19到达测量膜5。膜端子23还包括布置在该凹部39的所生成的表面上的端子线35，该端子线35从测量膜5的未被凹部39覆盖的区域沿着边缘区域19的外表面和背离膜的层13，延伸直到相应层13的背离膜的正侧，所述正侧背离膜。该端子线35与测量膜5直接导电接触，并且通过布置在端子线35与端子线35跨其延伸的边缘区域19的外表面以及背离膜的层13的外表面之间的绝缘层41，端子线35与边缘区域19和背离膜的层13电绝缘。

图6-8中所描绘的差压传感器的屏蔽端子27'和两个膜端子23'是根据相同的基本原理设计的。与图2-4所描绘的示例性实施例相反，这里，在基体1、3的边缘为屏蔽端子27'设置的凹部37'延伸到基体1、3中，但仅延伸直到相应基体1、3的绝缘层15，使得这里的屏蔽端子27'通过绝缘层15与相应的基体1、3的边缘区域19电绝缘。可替选地，在本实施例中，屏蔽端子也可以是屏蔽端子线，或者也可以仅仅是屏蔽端子触点，其仅在背离膜的层13的正侧的区域上延伸，所述正侧背离膜。在此实例中，省略了凹部37'。

在图6至图8中所描绘的压力传感器中，在基体1、3的边缘为两个膜端子23'设置的凹部39'如在图2-4中所示的压力传感器那样精确地延伸通过相应的背离膜的层13、绝缘层15、以及面向膜的层11的边缘区域19，直到相应基体1、3的测量膜5。与在图2-4中所描绘的示例性实施例相反，这里的膜端子线35'与测量膜5和相应的边缘区域19直接导电接触，并且通过布置在端子线35'和膜端子线35'跨其延伸的相应的背离膜的层13的外表面之间的绝缘层41'，膜端子线35'与相应的背离膜的层13电绝缘。

在这两个实施例中，电极17的连接也优选地通过设置在基体1、3中的相应的凹部进行。为此，优选地使用以任何方式存在的用于压力室9的压力加载的凹部7。为此，凹部7在它们的从背离测量膜5的一侧直接邻接相应的电极17的区域中比在它们的通向相应电极17的区域中具有更大的内直径。相应电极17的背离膜的一侧的部分区域因此通过凹部7可自由接近。因此，电极端子25分别具有从相应电极17的部分区域——所述部分区域未被相应的凹部覆盖——延伸直到相应的背离膜的层13的背侧的电极端子线43，所述背侧背离膜，该电极端子线43与部分区域直接导电接触，并且通过布置在电极端子线43和该电极端子线43跨其延伸的背离膜的层13的所生成的表面之间的绝缘层45，电极端子线43与背离膜的层13电绝缘。

相对于压力传感器的外部所生成表面上的对应模块之间的接触，根据本发明的膜端子23、23'和屏蔽端子27、27'的实施例具有的优点是，它们可以以高精度和经济有效地使用在晶片结构中可行的mems工艺来制造。

下面在图2-4中所描绘的差压传感器的示例中解释在用于制造根据本发明的压力传感器的晶片结构中可行的相应方法。在这点上，图9示出在方法步骤a)-j)中生成的、相应地在图1所示的截面a-a'、b-b'、c-c'中彼此相邻的各个中间制品。为了制造差压传感器，使用3个soi晶片，其分别具有由硅制成的导电衬底层t、布置在导电衬底层t上的氧化硅绝缘层i、以及布置在绝缘层i上的硅导电覆盖层d。

最初，从晶片结构的第一soi晶片生成第一基体1。因此，从晶片的基板层t制成背离膜的层13，从其覆盖层d制成面向膜的层11，并且从其绝缘层i制成第一基体1的绝缘层15。

在第一种方法步骤a)中，为此，在衬底层t中为电极端子25、膜端子23和屏蔽端子27提供的位置处生成一直延伸到晶片的绝缘层i的凹陷(由图2中的箭头标记)，在相应的基体1中该凹陷形成电极端子25、屏蔽端子37和膜端子23所需的凹部7、37、39的部分区域，所述部分区域在背离膜的层13中延续。为此，例如，可以在例如用氢氧化钾(koh)执行的蚀刻方法中的相应位置处将形成凹陷的凹坑蚀刻到衬底层t中。

在这之后的方法步骤b)中，去除soi晶片的绝缘层i的那些部分区域(再次由图2中的箭头标记)，在第一基体1中形成电极端子25、屏蔽端子37和膜端子23所需的凹部7、37、39的部分区域，所述部分区域延续通过绝缘层15。为此，使用适于选择性去除氧化硅的蚀刻方法，例如反应离子蚀刻(rie)。

在以下方法步骤c)中，在晶片的顶侧和下侧上，屏蔽端子27与背离膜的层13和面向膜的层11的边缘区域19导电连接所需的表面、以及电极端子25与电极15的导电连接所需的表面与绝缘层47一起设置在凹陷下方。例如，为此，可以使用湿式氧化法，通过该方法可以将硅氧化物层施加到相应的表面上。

在方法步骤d)中，除了稍后在面向膜的层11的边缘区域19与测量膜5之间形成绝缘层29的压力传感器中的区域之外，随后去除施加到覆盖层d上的绝缘层47。同时，绝缘层47的如下区域因此被去除：在压力传感器中，形成为膜端子线23所设置的凹部39的部分区域(在这里通过箭头突出)的区域，所述部分区域位于绝缘层29的平面中。例如，这可以通过干蚀刻进行。

在这之后，在方法步骤e)中，面向膜的层11被构造成去除覆盖层的如下区域：在电极15和面向膜的层11的边缘区域19之间形成凹坑21的区域、以及形成为膜端子23设置的凹部39的部分区域的区域，所述部分区域延续通过面向膜的层11。再次通过图9d)中的箭头强调后者。这些区域的去除经由深反应离子蚀刻(drie)来进行。

在这之后，在方法步骤f)中，将绝缘层施加到与为膜端子23设置的凹部39邻接的面向膜的层11的所生成表面上，该绝缘层与在方法步骤c)中施加到衬底层13的绝缘层47的部分区域一起在最终压力传感器中形成膜端子线35与边缘区域19之间、以及膜端子线35与背离膜的层13之间的绝缘层41。例如，为此可以使用干法氧化法。

在方法步骤g)中，第二soi晶片随后与根据方法步骤a)-f)处理的第一晶片接合，使得第二晶片的覆盖层d位于附加绝缘层29上。在方法步骤h)，随后去除衬底层t和第二soi的绝缘层i。蚀刻方法，例如深反应离子蚀刻(drie)，适用于去除衬底层。例如，干蚀刻方法适用于去除绝缘层i。第二晶片的剩余覆盖层d形成压力传感器的测量膜5。

与根据方法步骤a)至f)从第一晶片制造第一基体1类似，相关联的第二基体3由第三soi晶片制成。只要第二基体3也应该具有膜端子23，就可以使用方法步骤a)-f)描述的方法。只要第二基体3不应该具有膜端子23，将在用于生成膜端子23所需的凹部39、以及使膜端子线35与面向膜的层11绝缘所需的绝缘层41的测量服务的范围内修改该方法。

如方法步骤i)所示，以这种方式处理的第三soi晶片随后例如经由直接硅键合(硅熔融键合)与在方法步骤h)结束时提供的复合物接合，使得施加到第一和第二基体1、3上的额外的绝缘层以及因此还有电极17分别相对地定位。

最后，在方法步骤j)中，屏蔽端子线33、膜端子线35和电极端子线43被施加到凹部33、35、7的对应的所生成的表面上。这优选地发生为将金属涂层施加例如溅射到对应的所生成的表面上。最后，以这种方式制成的差压传感器通过沿着各个差压传感器的外部所生成表面锯切来个体化。

附图标记列表

1第一基体

3第二基体

5测量膜

7凹部

9压力室

11面向膜的导电层

13背离膜的导电层

15绝缘层

17电极

19边缘区域

21沟槽

23膜端子

23'膜端子

25电极端子

27屏蔽端子

27'屏蔽端子

29绝缘层

31电子评估单元

33屏蔽端子线

33'屏蔽端子线

35膜端子线

35'膜端子线

37第一凹部

37'第一凹部

39第二凹部

39'第二凹部

41绝缘层

43电极端子线

45绝缘层

47绝缘层