压阻式压力传感器及其制备方法

文档序号:10692260阅读:1261来源:国知局
压阻式压力传感器及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种压阻式压力传感器及其制备方法,所提供的压阻式压力传感器包括硅基座、硅应变膜、玻璃基座、压敏电阻和重掺杂接触区;硅基座具有悬臂式连接部,硅应变膜通过悬臂式连接部与硅基座相连,且硅应变膜位于硅基座的合围区域内,硅应变膜与硅基座的合围边缘之间形成间隙;压敏电阻和重掺杂接触区位于悬臂式连接部上;玻璃基座与硅应变膜之间具有空腔,空腔与间隙连通;压阻式压力传感器还包括密封胶层,密封胶层密封封堵于间隙上,以使得空腔与间隙形成密封腔。上述方案能够解决通过增大硅应变膜的横向尺寸来提高灵敏度所导致的压阻式压力传感器的尺寸增大和成本上升问题。
【专利说明】
压阻式压力传感器及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及压力传感器技术领域,更为具体地说,涉及一种压阻式压力传感器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]MEMS (Micro Electro Mechanical System的缩写,指的是微电子机械系统),是新兴的跨学科高新技术研究领域。基于MEMS技术制造的压阻式压力传感器以其出色的灵敏度、可靠性及相对较低的制造成本在新兴市场中得到广泛的应用。随着需求的增大,各个领域对基于MEMS技术制造的压阻式压力传感器提出了新的要求:更低成本、更小尺寸、更低功耗和更高灵敏度。
[0003]请参考附图1,图1示出了一种典型的压阻式压力传感器的结构。图1所示的压阻式压力传感器包括硅基座11、硅应变膜12、玻璃基座13、压敏电阻14、重掺杂接触区15及金属引线16。其中,硅基座11与玻璃基座13之间形成与硅应变膜12相对应的密封腔17,压敏电阻14的信号通过与重掺杂接触区15相连的金属引线16引出。通常,硅应变膜12的厚度会受到压阻式压力传感器制作工艺偏差及成品率的限制,因此,通过增大硅应变膜12的横向尺寸(即图1中箭头A所指方向的尺寸)来提高压阻式压力传感器的灵敏度是较为常用的手段。增大硅应变膜12的横向尺寸会导致整个压阻式压力传感器的尺寸增大以及成本上升,最重要的是,上述压阻式压力传感器的灵敏度并没有得到明显的提高。
[0004]通过上段描述可知,通过增大硅应变膜12的横向尺寸会提高压阻式压力传感器的灵敏度,但是同样会造成压阻式压力传感器的尺寸增大及成本上升。此种情境下,压阻式压力传感器的更高灵敏度要求会限制更低成本和更小尺寸要求。
[0005]综上所述,如何解决通过增大硅应变膜的横向尺寸所导致的压阻式压力传感器的尺寸增大和成本上升问题,是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

【发明内容】

[0006]本发明提供一种压阻式压力传感器,以解决通过增大硅应变膜的横向尺寸来提高灵敏度所导致的压阻式压力传感器的尺寸增大和成本上升问题。
[0007]为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
[0008]压阻式压力传感器,包括硅基座、硅应变膜、玻璃基座、压敏电阻和重掺杂接触区;所述硅基座具有悬臂式连接部,所述硅应变膜通过所述悬臂式连接部与所述硅基座相连,且所述硅应变膜位于所述硅基座的合围区域内,所述硅应变膜与所述硅基座的合围边缘之间形成间隙;
[0009]所述压敏电阻和所述重掺杂接触区位于所述悬臂式连接部上;
[0010]所述玻璃基座与所述硅应变膜之间具有空腔,所述空腔与所述间隙连通;
[0011]所述压阻式压力传感器还包括密封胶层,所述密封胶层密封封堵于所述间隙上,以使得所述空腔与所述间隙形成密封腔。
[0012]优选的,上述压阻式压力传感器中,所述玻璃基座与所述硅应变膜相对的表面上设置有凹陷,所述硅基座和所述硅应变膜与所述凹陷相对的底面为平面,且所述平面与所述凹陷合围成所述空腔。
[0013]优选的,上述压阻式压力传感器中,所述硅基座与所述玻璃基座通过阳极键合方式连接以形成所述空腔,且所述压敏电阻和所述重掺杂接触区位于所述硅基座与所述玻璃基座的阳极键合面内。
[0014]优选的,上述压阻式压力传感器中,所述硅基座和所述硅应变膜与所述空腔相对的面上均具有绝缘介质层。
[0015]优选的,上述压阻式压力传感器中,所述硅基座上设置有凹槽,所述压阻式压力传感器的金属电极、金属引线布设在所述凹槽内,且所述金属引线穿过所述硅基座上的引线孔连接所述金属电极与所述重掺杂接触区。
[0016]基于上述提供的压阻式压力传感器,本发明还提供一种压阻式压力传感器的制备方法,所提供的压阻式压力传感器的制备方法包括以下步骤:
[0017]61)在硅基座正面上制作压敏电阻和重掺杂接触区;
[0018]62)将所述硅基座的正面与所述玻璃基座结合,且在两者的结合面之间制作空腔;
[0019]63)在所述硅基座上制作间隙以形成硅应变膜和悬臂式连接部,所述硅应变膜通过悬臂式连接部与所述硅基座相连,且所述硅应变膜位于所述硅基座的合围区域内;所述间隙与所述空腔连通,所述压敏电阻和所述重掺杂接触区位于所述悬臂式连接部上;
[0020]64)在间隙上设置密封胶胶层,以使得空腔和所述间隙形成密封腔。
[0021]优选的,上述制备方法中,步骤62)包括以下步骤:
[0022]71)在玻璃基座上光刻并制作凹陷,以及在制作完所述压敏电阻和重掺杂接触区的所述硅基座正面沉积绝缘介质层;
[0023]72)将正面沉积完绝缘介质层的所述硅基座与所述玻璃基座具有凹陷的一侧通过阳极键合,以形成所述空腔。
[0024]优选的,上述制备方法中,步骤71)和步骤72)之间还包括:
[0025]对所述硅基座沉积所述绝缘介质层的正面通过CMP工艺进行表面平整化处理。
[0026]优选的,上述制备方法中,步骤63)之前还包括:
[0027]通过减薄工艺对所述硅基座实施减薄处理,以使得结合后的所述硅基座和所述玻璃基座整体厚度至设计厚度。
[0028]优选的,上述制备方法中,通过CMP工艺或KOH湿法腐蚀工艺对所述硅基座实施减薄处理。
[0029]本发明提供的压阻式压力传感器中,硅应变膜位于硅基座的合围区域内,且硅应变膜通过悬臂式连接部连接,硅应变膜与硅基座之间的间隙封堵有密封胶层。相比于【背景技术】中硅应变膜与硅基座的无缝一体式结构而言(如图1所示),密封胶层的杨氏模量较低,因此密封胶层连接硅应变膜和硅基座能够使得硅应变膜具有更好的变形自由度。硅应变膜在一定程度上相当于一个通过悬臂式连接部连接在硅基座上的悬臂梁。此种情况下,外界压力作用能够使得硅应变膜获得更大的变形量。同时,压敏电阻和重掺杂接触区位于悬臂式连接部上,在硅应变膜获得更大的变形量作用下,悬臂式连接部处会产生较大的应力集中,进而使得压敏电阻和重掺杂接触区获得更大的灵敏度,最终能够提高整个压阻式压力传感器的灵敏度。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0031]图1是一种典型的压阻式压力传感器的结构示意图;
[0032]图2是本发明实施例提供的一种压阻式压力传感器的一面结构示意图;
[0033]图3是图2的背面结构示意图;
[0034]图4是图2的B-B向剖视图;
[0035]图5是本发明实施例提供的压阻式压力传感器制备方法的结构示意图;
[0036]图6是本发明实施例中娃基座的结构不意图;
[0037]图7是图6为表面热氧化生长二氧化硅后的硅基座示意图;
[0038]图8为在娃基座上完成压敏电阻制作的不意图;
[0039]图9为在硅基座上完成重掺杂接触区制作的示意图;
[0040]图10为在娃基座上完成引线孔、金属引线和金属电极制作的不意图;
[0041]图11为在娃基座上淀积一■氧化娃介质层并完成娃基座表面CMP后的不意图;
[0042]图12为玻璃基座完成空腔腐蚀的示意图;
[0043]图13为硅基座正面和玻璃基座正面阳极键合的示意图;
[0044]图14为娃基座完成减薄的不意图;
[0045]图15为在硅基座上完成引线槽和通孔制作的示意图;
[0046]图16为在硅基座的刻蚀通孔内填充光敏密封胶的示意图
[0047]上图1-图16中:
[0048]11-硅基座、12-硅应变膜、13-玻璃基座、14-压敏电阻、15-重掺杂接触区、16-金属引线、17-密封腔;
[0049]21-硅基座、22-硅应变膜、23-玻璃基座、24-压敏电阻、25-重掺杂接触区;26—间隙、27—密封胶层、28—密封腔、29—金属电极、210—金属引线、2101—悬臂式连接部、2102—凹槽、2201—绝缘介质层。
【具体实施方式】
[0050]本发明实施例提供了一种压阻式压力传感器及其制备方法,解决了【背景技术】中通过增大硅应变膜来提高压阻式压力传感器的灵敏度所导致的压阻式压力传感器的尺寸增大和成本上升问题。
[0051]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案,并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
[0052]请参考附图2、3和4,本发明实施例提供了一种压阻式压力传感器。图2所示的压阻式压力传感器包括硅基座21、硅应变膜22、玻璃基座23、压敏电阻24、重掺杂接触区25和密封胶层27。其中,硅基座21具有悬臂式连接部211,硅应变膜22位于硅基座21的合围区域内,且硅应变膜22与硅基座21的合围边缘之间形成间隙26。通常,硅应变膜22和悬臂梁式连接部221是从硅基座21上通过间隙26分离而出,间隙26通常通过刻蚀工艺刻蚀而成。
[0053]压敏电阻24和重掺杂接触区25位于悬臂式连接部211上,玻璃基座23与硅应变膜22之间具有空腔,空腔与间隙26连通。可见,本发明实施例提供的压阻式压力传感器中,间隙26的设置使得硅应变膜22位于悬臂式连接部211的自由端而悬于空腔之上。密封胶层27密封封堵于间隙26上,使得空腔与间隙26形成密封腔28。密封胶层27封堵间隙26以形成密封腔28的同时,间接地起到连接硅应变膜22和硅基座21的作用。
[0054]本发明实施例提供的压阻式压力传感器中,硅应变膜22位于硅基座21的合围区域内,且硅应变膜22通过悬臂式连接部211连接,硅应变膜22与硅基座21之间的间隙26封堵有密封胶层27。相比于【背景技术】中硅应变膜与硅基座21的无缝一体式结构而言(如图1所示),密封胶层27的杨氏模量较低,因此密封胶层27连接硅应变膜22和硅基座21能够使得硅应变膜22具有更好的变形自由度。硅应变膜22在一定程度上相当于一个通过悬臂式连接部211连接在硅基座21上的悬臂梁。此种情况下,外界压力作用能够使得硅应变膜22获得更大的变形量。同时,压敏电阻24和重掺杂接触区25位于悬臂式连接部211上,在硅应变膜22获得更大的变形量作用下,悬臂式连接部211处会产生较大的应力集中,进而使得压敏电阻24和重掺杂接触区25获得更大的灵敏度,最终能够提高整个压阻式压力传感器的灵敏度。
[0055]相比于【背景技术】而言,本发明实施例中,硅应变膜22通过悬臂式连接部221和密封胶层27与硅基座21相连,而且压敏电阻24和重掺杂接触区25位于悬臂式连接部221上。这种改进后结构能够提高压阻式压力传感器的灵敏度,而无需增大压阻式压力传感器的尺寸,尺寸没有增大也就不会增大压阻式压力传感器的成本。可见,本发明实施例提供的压阻式压力传感器,能够解决【背景技术】中通过增大硅应变膜来提高压阻式压力传感器的灵敏度所导致的压阻式压力传感器的尺寸增大和成本上升问题。
[0056]请再次参考附图1,图1所示的压阻式压力传感器中,硅基座11和玻璃基座13之间形成密封腔17。密封腔17由开设在硅基座11上的凹槽与玻璃基座13对接后形成。通常,凹槽在硅基座11上通过异性湿法腐蚀而成,受硅基座21的晶向限制,异性湿法腐蚀需要使得密封腔17的侧壁与硅应变膜12之间呈54.V的夹角,由于玻璃基座13的结合面与硅应变膜12平行,因此密封腔17的侧壁与玻璃基座13的结合面之间呈54.V的夹角。此种情况下,开设如图1所示大小的硅应变膜12,由于密封腔17的侧壁与硅应变膜12之间夹角的存在,那么则需要增大硅基座11的横向尺寸(箭头A方向的尺寸),最终导致硅应变膜12的一侧增大的横向尺寸为S。很显然,横向尺寸的增大势必会增大压阻式压力传感器的整体尺寸,进而也导致压阻式压力传感器制造成本的上升。为了解决此问题,本发明实施例提供的压阻式压力传感器,玻璃基座23与硅应变膜22相对的表面上设置有凹陷,硅基座21和硅应变膜22与凹陷相对的底面为平面,平面与凹陷合围成空腔,此种情况下,硅应变膜22相对的空腔形成于玻璃基座23上。本实施例中,由于凹陷开设在玻璃基座23上,不受硅基座21的晶向限制,也就不存在对整个压阻式压力传感器的横向尺寸影响。相比于【背景技术】中所述的压阻式压力传感器而言,上述优选方案能够避免密封腔形成对于压阻式压力传感器横向尺寸的增大影响。相对应的,能够减小整个压阻式压力传感器的横向尺寸,进而能够降低压阻式压力传感器的制造成本。压阻式压力传感器的尺寸减小更有利于压阻式压力传感器的小型化发展,进而也能扩展压阻式压力传感器的应用领域。
[0057]本发明实施例中,硅基座21和玻璃基座23通常通过阳极键合的方式贴合,以形成空腔。更为优选内的,压敏电阻24和重掺杂接触区25位于硅基座21和玻璃基座23的阳极键合面之内。此种情况下,硅基座21和玻璃基座23形成空腔的过程中保证了对压敏电阻24和重掺杂接触区25的自封装,节约封装成本的同时还能够在严苛的环境下实施封装工作。
[0058]另外,目前压敏电阻通常设置在硅基座的表面上,为了实现对压敏电阻和重掺杂接触区的封装,通常在硅基座的表面整体垫积一层氮化硅保护层,氮化硅保护层也会垫积到硅应变膜上,由于氮化硅保护层的杨氏模量较大,进而会增大硅应变膜的刚度,很显然这会影响压阻式压力传感器的灵敏度。而且对于压阻式压力传感器的非线性度而言,由于氮化硅保护层存在应力,导致硅应变膜在无外界压力时就已经存在变形,在外界压力的作用下硅应变膜的弯曲变形量会增大,硅应变膜出现较大挠度变形,进而导致非线性度增大。很显然,这不利于压阻式压力传感器的检测。而本发明实施例提供的压阻式压力传感器中,压敏电阻24和重掺杂接触区25自封装于硅基座21和玻璃基座23的阳极键合面之内,这能够避免采用氮化硅保护层对压敏电阻的保护,进而也就能够避免氮化硅保护层对压阻式压力传感器的非线性度的影响。
[0059]通常,硅基座21和硅应变膜22与空腔相对的面上均具有绝缘介质层2201,具体的,绝缘介质层2201可以为S12绝缘介质层。本发明实施例中,密封胶层27可以采用普通的胶即可。为方便实现密封胶的图形化,优选的,密封胶层27采用光敏密封胶。光敏密封胶的优点在于可以继续后续的光刻工艺(曝光、显影、烘干)直接完成胶的图形化(即,只在间隙处保留胶,其他位置的胶全部通过显影去除)。如果采用普通胶的话,还需要在普通胶的表面再次涂抹光敏密封胶,在再进行光刻工序后通过腐蚀工艺将图形转移至普通胶中,最后还需要将普通胶表面的光刻胶全部去除。可见,本发明实施例中,密封胶层27采用光敏密封胶,能够简化压阻式压力传感器的制作流程,有利于提高压阻式压力传感器的生产效率。
[0060]请再次参考附图1,传统典型的压阻式压力传感器中,压阻式压力传感器的厚度为硅基座和玻璃基座的厚度之和,受上述因素的限制,压阻式压力传感器的厚度无法进一步降低。为了优化技术方案,请再次参考附图4,本发明实施例提供的压阻式压力传感器中,压阻式压力传感器的厚度为硅应变膜22和玻璃基座23的厚度之和,由于硅应变膜22的厚度远远小于【背景技术】中硅基座,因此本发明提供的技术方案能够减小压阻式压力传感器的厚度,进而能够大大拓展压阻式压力传感器的应用领域。
[0061]基于本发明实施例提供的压阻式压力传感器,本发明实施例还提供了一种压阻式压力传感器的制备方法。请在图2-4的基础上,结合参考附图5,图5示出了本发明实施例提供的压阻式压力传感器的制备方法流程。图5所示的流程包括以下步骤:
[0062]S501、在硅基座21正面制作压敏电阻24和重掺杂接触区25。
[0063]本步骤中,通常采用离子注入或者杂质扩散的方式制作压敏电阻24以及重掺杂接触区25。
[0064]通常本步骤之后还需要在硅基座21的正面制作金属引线孔、金属引线210和金属电极29,包括金属引线210穿过金属引线孔将金属电极29与重掺杂接触区25连接,从而将压敏电阻24的信号依次经过重掺杂接触区25和金属引线210引至金属电极29。
[0065]S502、将硅基座21的正面与玻璃基座23结合,以及在两者的结合面之间制作空腔。
[0066]通常,硅基座21的正面与玻璃基座23通过阳极键合的方式实现结合。通常在结合前,在硅基座21或玻璃基座23上开挖凹陷,然后在硅基座21的正面与玻璃基座23结合以形成空腔。优选的,凹陷开挖在玻璃基座23上。当在硅基座21与玻璃基座23上通过阳极键合的方式结合,且凹陷开设在硅基座21上时,压敏电阻24和重掺杂接触区25需要设置在硅基座21的非凹陷面。
[0067]通常,在硅基座21与玻璃基座23键合之前还在硅基座21的正面沉积绝缘介质层。具体的,可以沉积S12绝缘介质层,更为具体的,可以通过PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposit1n-等离子体增强化学气相沉积)的方式淀积S12绝缘介质层。
[0068]为了更好地实现阳极键合,在沉积绝缘介质层之后,还需要对绝缘介质层表面进行平整化处理,例如采用CMP工艺进行表面平整化处理。对绝缘介质层表面实施平整化处理能够提高硅基座21的阳极键合的气密性和强度,进而能够提高整个压阻式压力传感器的寿命。
[0069]本发明实施例中,在硅基座21的正面和玻璃基座23之间制作空腔具体可以包括以下步骤:
[0070]Al、在玻璃基座23上设置凹陷。
[0071]凹陷通常通过干法刻蚀或湿法腐蚀的方式形成于玻璃基座23上,本步骤中凹陷的横向尺寸应该与所制备的压阻式压力传感器的硅应变膜的横向尺寸相当。
[0072]A2、将硅基座21制作有压敏电阻24和重掺杂接触区25的正面与玻璃基座23光刻后制作有凹陷的一面对接结合。
[0073]硅基座21和玻璃基座23对接结合后,硅基座21具有压敏电阻24和重掺杂接触区25的表面与玻璃基座23的凹陷形成空腔。
[0074]当然,凹陷也可以开设在硅基座21上,如【背景技术】提供的压阻式压力传感器的结构,凹陷通常通过异性湿法腐蚀的方式设置在硅基座上,由于受硅基座21的晶向限制,异性湿法腐蚀需要使得密封腔的侧壁与硅应变膜之间呈54.V的夹角,这就需要增大硅基座21的横向尺寸,最终导致压阻式压力传感器的尺寸增大和成本上升。为此,上述优选方案中,在玻璃基座23上设置凹陷,使得凹陷的设置不受硅基座21的径向限制,也就不存在对整个压阻式压力传感器横向尺寸的增大,更有利于压阻式压力传感器的小型化发展,同时,尺寸减小也能够降低压阻式压力传感器的制造成本,小型化也能够扩宽压阻式压力传感器的应用领域。
[0075]本发明实施例提供的另一种优选方案为中,将硅基座21的正面与玻璃基座23结合,以及在硅基座21的正面和玻璃基座23之间制作空腔具体可以包括以下步骤:
[0076]B1、在玻璃基座23上设置凹陷,以及在制作完成压敏电阻24和重掺杂接触区25的硅基座21正面沉积绝缘介质层。
[0077]B2、将正面沉积完绝缘介质层的硅基座21与玻璃基座23具有凹陷的一侧通过阳极键合,以形成空腔。
[0078]S503、在硅基座21上制作间隙26以形成硅应变膜22和悬臂式连接部2101。
[0079]本步骤中,间隙26通常通过刻蚀的方式形成,间隙26形成硅应变膜22和悬臂式连接部211的同时实现了如下结构:硅应变膜22通过悬臂式连接部2101与硅基座21相连,硅应变膜22位于硅基座21的合围区域内,间隙26与空腔连通,压敏电阻24与重掺杂接触区25位于悬臂式连接部2101上。
[0080]S504、在间隙26上设置密封胶层27,以使得空腔与所述间隙26形成密封腔28。
[0081]本步骤中,密封胶层27可以采用普通胶,也可以采用光敏密封胶。我们知道,在制作压阻式压力传感器的过程中,步骤S504之后还包括一系列光刻工序,即曝光、显影和烘干等操作。若采用普通胶,还需要在普通胶的表面再次涂抹光敏密封胶,然后再进行光刻工序,最后通过溶液腐蚀掉多余的普通胶才能完成胶的图形化,最后还需要将普通胶表面的光刻胶全部去除。而采用光敏密封胶,那么在本步骤之后直接进行光刻工艺以完成胶的图形化即可。可见,光敏密封胶能够节省工序,简化操作流程,有利于提高压阻式压力传感器的生产效率。
[0082]本发明实施例提供的压阻式压力传感器的制备方法,步骤还包括:通过减薄工艺对硅基座21实施减薄处理,以使得结合后的硅基座21和玻璃基座23的整体厚度至设计厚度。减薄工艺能够获得较小厚度的压阻式压力传感器,使得压阻式压力传感器的尺寸减小,相应的也能够降低其制作成本,同时也有利于扩宽压阻式压力传感器的应用领域。通常,通过CMP工艺或者KOH湿法腐蚀工艺对硅基座21实施减薄处理。需要说明的是,本发明实施例中,硅应变膜22是硅基座21通过相应的工艺制作而成。在对硅基座21实施减薄处理应当包括对硅应变膜22的减薄处理。优选的,对硅基座21的减薄处理发生在步骤S504之前,此种情况下,间隙26的开设发生在减薄处理之后,进而能够降低间隙26开设的损耗及难度。
[0083]请参考附图6-16,图6-16是压阻式压力传感器的制备方法的一种具体的实施方式,上图所示的制备方法包括以下步骤:
[0084]Cl、备片,单晶形式的硅基座21作为压阻式压力传感器的基片,如图6所示。
[0085]C2、在硅基座21表面通过热氧化的方式制作二氧化硅层C,如图7所示。
[0086]C3、制作压敏电阻24和重掺杂接触区25。采用标准压阻工艺在硅基座21上制作压敏电阻24和重掺杂接触区25,如图8、9所示,具体包括:光刻淡硼区;RIE(反应离子刻蚀)3102;离子注入B +;硼推进;光刻浓硼区,RIE S1 2;离子注入B +;硼推进;
[0087]C4、制作金属引线孔、金属引线210和金属电极29,如图10所示。
[0088]制作过程包括:正面光刻引线孔和金属电极区;RIE S12JI射金属,金属可以为T1、N1、TiN、Cr、Au、Cu、AL、W、Pt 或者他们的组合;
[0089]C5、采用PECVD方式淀积绝缘介质层2201,例如S12绝缘介质层,然后采用CMP方式对待键合硅面做平整化处理,如图11所示;
[0090]C6、在玻璃基座23上制备凹陷D。
[0091]步骤C6中,玻璃基座23上光刻、干法刻蚀凹陷D,如图12所示,图12顶层涂有光刻胶E。
[0092]C7、将硅基座21中包含压敏电阻24和金属引线210的面与玻璃基座23中包含凹陷D的面进行对准阳极键合,压敏电阻24密封在空腔F内,如图13所示。
[0093]C8、娃应变膜 22 制备,采用 CMP(是 Chemical Mechanical Polishing 的缩写,化学机械抛光)工艺减薄硅基座21至设计厚度,如图14所示。
[0094]C9、在硅基座21上刻蚀凹槽2102和间隙26,以形成硅应变膜22和悬臂式连接部2101,如图15所示。具体包括:光刻金属引线用凹槽2102和刻蚀通孔图形,采用ASE方式刻蚀硅,再利用RIE (反应离子刻蚀)的方式刻蚀间隙26直至刻蚀的间隙26与空腔F串通。
[0095]C10、在间隙26内填充密封胶,以形成密封胶层27,如图16所示,通常密封胶为光敏密封胶,填充光敏密封胶包括硅基片I表面涂厚胶,光刻、曝光、烘干。
[0096]Cl 1、划片,芯片制作完成。
[0097]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0098]以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.压阻式压力传感器,包括硅基座(21)、硅应变膜(22)、玻璃基座(23)、压敏电阻(24)和重掺杂接触区(25);其特征在于,所述硅基座(21)具有悬臂式连接部(2101),所述硅应变膜(22)通过所述悬臂式连接部(2101)与所述硅基座(21)相连,且所述硅应变膜(22)位于所述硅基座(21)的合围区域内,所述硅应变膜(22)与所述硅基座(21)的合围边缘之间形成间隙(26); 所述压敏电阻(24)和所述重掺杂接触区(25)位于所述悬臂式连接部(2101)上; 所述玻璃基座(23)与所述硅应变膜(22)之间具有空腔,所述空腔与所述间隙(26)连通; 所述压阻式压力传感器还包括密封胶层(27),所述密封胶层(27)密封封堵于所述间隙(26)上,以使得所述空腔与所述间隙(26)形成密封腔(28)。2.根据权利要求1所述的压阻式压力传感器,其特征在于,所述玻璃基座(23)与所述硅应变膜(22)相对的表面上设置有凹陷,所述硅基座(21)和所述硅应变膜(22)与所述凹陷相对的底面为平面,且所述平面与所述凹陷合围成所述空腔。3.根据权利要求1所述的压阻式压力传感器,其特征在于,所述硅基座(21)与所述玻璃基座(23)通过阳极键合方式连接以形成所述空腔,且所述压敏电阻(24)和所述重掺杂接触区(25)位于所述硅基座(21)与所述玻璃基座(23)的阳极键合面内。4.根据权利要求3所述的压阻式压力传感器,其特征在于,所述硅基座(21)和所述硅应变膜(22)与所述空腔相对的面上均具有绝缘介质层(2201)。5.根据权利要求1所述的压阻式压力传感器,其特征在于,所述硅基座(21)上设置有凹槽(2102),所述压阻式压力传感器的金属电极(29)、金属引线(210)布设在所述凹槽(2102)内,且所述金属引线(210)穿过所述硅基座(21)上的引线孔连接所述金属电极(29)与所述重掺杂接触区(25)。6.压阻式压力传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 61)在硅基座(21)正面上制作压敏电阻(24)和重掺杂接触区(25); 62)将所述硅基座(21)的正面与所述玻璃基座(23)结合,且在两者的结合面之间制作空腔; 63)在所述硅基座(21)上制作间隙(26)以形成硅应变膜(22)和悬臂式连接部(211),所述硅应变膜(22)通过悬臂式连接部(211)与所述硅基座(21)相连,且所述硅应变膜(22)位于所述硅基座(21)的合围区域内;所述间隙(26)与所述空腔连通,所述压敏电阻(24)和所述重掺杂接触区(25)位于所述悬臂式连接部(211)上; 64)在间隙(26)上设置密封胶胶层(27),以使得空腔和所述间隙(26)形成密封腔(28)ο7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤62)包括以下步骤: 71)在玻璃基座(23)上光刻并制作凹陷,以及在制作完所述压敏电阻(24)和重掺杂接触区(25)的所述硅基座(21)正面沉积绝缘介质层; 72)将正面沉积完绝缘介质层的所述硅基座(21)与所述玻璃基座(23)具有凹陷的一侧通过阳极键合,以形成所述空腔。8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤71)和步骤72)之间还包括: 对所述硅基座(21)沉积所述绝缘介质层的正面通过CMP工艺进行表面平整化处理。9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤63)之前还包括: 通过减薄工艺对所述硅基座(21)实施减薄处理,以使得结合后的所述硅基座(21)和所述玻璃基座(23)整体厚度至设计厚度。10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,通过CMP工艺或KOH湿法腐蚀工艺对所述硅基座(21)实施减薄处理。
【文档编号】G01L9/06GK106066219SQ201510200742
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年4月24日 公开号201510200742.3, CN 106066219 A, CN 106066219A, CN 201510200742, CN-A-106066219, CN106066219 A, CN106066219A, CN201510200742, CN201510200742.3
【发明人】黄贤, 谢军, 吴昭
【申请人】浙江盾安人工环境股份有限公司
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