带有涂覆有原子层沉积的输入端口的集成参考真空压力传感器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及带有涂覆有原子层沉积的输入端口的集成参考真空压力传感器。带有原子层沉积（ALD）涂覆的输入端口的集成参考真空压力传感器包括具有端口的壳体，该端口用于使介质进入壳体；在壳体内的基层和应力隔离构件；其中通道延伸穿过基层和应力隔离构件，其中迹被嵌入在应力隔离构件内，其中应力隔离构件和基层的暴露给通道的表面涂覆有ALD；结合到应力隔离构件的传感器裸芯，传感器裸芯包括具有电路的薄膜，其中薄膜的一侧被暴露给通道并且该电路被安装到该薄膜的另一侧；将该电路电连接到该迹的延伸穿过传感器裸芯的通路；以及结合到应力隔离构件的盖，该盖具有凹部，传感器裸芯在该凹部内。
【专利说明】带有涂覆有原子层沉积的输入端口的集成参考真空压力传感器
【背景技术】
[0001]硅压力传感器提供了多个益处，这些益处包括小尺寸、良好品质、和稳定的性能。另外，因为多个同样的传感器可被在单个晶片上同时制造，所以硅压力传感器制造起来也是成本有效的。在压力传感器的至少一个示例中，压阻式硅结构被制造在薄膜上，使得压阻式结构在薄膜对由压力介质施加的压力做出反应时该薄膜的应变。不过，由薄膜的支撑结构引起的应变可能引起传感器输出的变化。用于制造支撑结构的材料中的一些可能是吸湿的。当支撑结构是吸湿的是，支撑结构的物理尺寸在支撑结构吸收了空气中的湿气时发生变化。物理尺寸的变化改变了薄膜上的应力，这相应地改变了传感器输出并引起了感测误差。
[0002]而且，当压力传感器被用于测量环境中的绝对压力时，稳定的参考真空可被提供在传感器的压力感测薄膜的与该感测薄膜的被暴露给压力介质的一侧相对的一侧附近。随着时间的流逝，参考真空中的材料可能排气。参考真空内的材料的排气改变了在薄膜的不同侧之间的压力差，这引起了传感器测量结果中的漂移误差。
【发明内容】
[0003]提供了带有涂覆有原子层沉积的输入端口的集成参考真空压力传感器。在一个实施方式中，压力传感器包括壳体，该壳体包括构造成当壳体被放置在包含介质的环境中时允许该介质进入壳体的内部的输入端口 ；牢固地安装在壳体内的基层；和安装到该基层上的应力隔离构件，其中通道从输入端口的一端延伸通过基层和应力隔离构件，其中至少一个迹被嵌入到应力隔离构件中，其中应力隔离构件和基层的面对该通道和输入端口的表面都涂覆有原子层沉积。压力传感器还包括被结合到应力隔离构件的传感器裸芯，该传感器裸芯包括薄膜，该薄膜具有在其上形成的感测电路，其中该薄膜的第一侧被暴露给应力隔离构件中的通道的开口并且感测电路被安装到该薄膜的第二侧，该第二侧与应力隔离构件中的通道的所述开口气密地密封隔离开；至少一个通路延伸通过感测裸芯，该通路将感测电路电连接到至少一个迹；以及真空参考盖，其被气密地结合到应力隔离构件，该真空参考盖具有凹部，该凹部包含形成在其内的真空，其中传感器裸芯被定位在该凹部内并且感测电路被暴露给该真空。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]应理解，附图仅描述了示例性实施例并且因此不被认为是限定范围，示例性实施例将通过使用附图被进一步具体和详细地描述，附图中:
图1A和IB是说明了在本公开中描述的不同的实施例中的压力感测设备的横截面视图的图；
图2是说明了在本公开中描述的一个实施例中的应力隔离构件上安装的传感器裸芯的横截面视图的图；以及图3是说明了用于制造在本公开中描述的一个实施例中的压力传感器的方法的流程图。
[0005]根据惯常实践，各种描述的特征都不是按比例绘制的，而是绘制成强调与示例性实施例有关的具体特征。
【具体实施方式】
[0006]在下面的具体描述中，参考所示附图，这些附图形成该描述的一部分，并且在附图中通过实例示出了具体的说明性实施例。不过，应该理解，其它的实施例可被利用并且可进行逻辑、机械、和电的改变。而且，附图中和说明书中给出的方法不应被理解为限制各个步骤可被执行的顺序。因此，不应以限制的意义理解下面的具体描述。
[0007]在至少一个实施例中，通过原子层沉积对吸湿支撑材料的被暴露给空气的表面涂覆保护层来避免由在传感器裸芯上的薄膜的吸湿支撑材料引起的湿气吸收。例如，包含薄膜的传感器裸芯可被安装在应力隔离构件(像基座那样)上，该应力隔离构件具有通道，该通道延伸通过应力隔离构件以使得压力介质能穿过该通道并在薄膜上施加压力。另外，应力隔离构件可被安装在基层上，其中该通道还延伸通过该基层。为了防止基层和应力隔离构件的表面不吸收压力介质中的湿气，基层和应力隔离构件的暴露给压力介质的表面被通过原子层沉积过程涂覆有保护层。
[0008]在另一个实施方式中，真空参考盖被结合在传感器裸芯上以抑制用于薄膜的参考真空内的排气。为了能实现真空参考盖的结合，薄膜上的电路被通过通路电连接到外部电路，该通路延伸通过传感器裸芯并接触被嵌入在应力隔离构件内的金属迹。该迹延伸通过应力隔离构件以将该迹互连到前端电路和外部系统。真空参考盖防止除了形成在该薄膜上的传感器电路以外的部件被暴露给参考真空。而且，限制暴露给参考真空的部件还限制了发生在参考真空内的排气的量。在某些实施例中，真空参考盖还包括吸气剂，以保持参考真空内的真空度。
[0009]图1A是压力感测设备100的横截面视图。压力感测设备100能够测量某些介质中的压力。例如，由压力感测设备100感测的压力介质可包括空气或液体。为了感测压力介质的压力，压力感测设备100包括输入端口 102，其中输入端口 102允许压力介质进入壳体104104保护压力感测设备100不受环境影响，这些环境影响可损害压力感测设备100或影响压力感测设备100的性能。
[0010]为了感测壳体104内部的压力介质的压力，压力感测设备100包括传感器裸芯106。在至少一个实施方式中，传感器裸芯106是压阻式硅压力感测裸芯，其中形成在硅薄膜105上的压阻式硅结构对薄膜105中的应变作出响应。在至少一个实施例中，为了将传感器裸芯106暴露给压力介质，压力介质通过输入端口 102进入壳体104，然后穿过应力隔离构件110中的通道108。通道108内的压力介质施加力到传感器裸芯106上，该力在传感器裸芯106内的薄膜105依照由压力介质施加的压力移动时引起压阻式硅结构发生应变。在压阻式硅结构上的应变改变了在压阻式硅结构中的压阻元件的电阻。当已知电流经过压阻式硅结构时，由压阻元件的电阻引起的压降可被用于确定压力介质对传感器裸芯106的薄膜作用的压力。
[0011]对壳体104的应力可影响压力感测设备100的被定位在壳体104内的部件。虽然在该壳体内的部件中的一些极小地受应力影响，但由在壳体104上的应力引起的在定位在传感器裸芯106上的压阻式硅结构上的应变可负面地影响由压力感测设备100作出的压力测量结果的精度。例如，壳体104上的应变可使传感器裸芯106以类似于由压力介质施加到传感器裸芯106的薄膜105的应变的方式发生应变，这导致了从传感器裸芯106得到的压力测量结果中的偏移。在某些实施方式中，为了将传感器裸芯106与壳体104或压力感测设备100内的其它部件上的应力隔离开，传感器裸芯106被安装在应力隔离构件110上。应力隔离构件110将传感器裸芯106与施加到壳体104上的或者由壳体104内的其它部件引起的应变隔离开。例如，应力隔离构件110可包括基座，该基座具有安装在其上的传感器裸芯，其中基座将壳体104内的传感器裸芯与影响壳体104或压力感测设备100的其它部件的物理力隔离开。
[0012]在某些实施例中，为了进一步防止应变影响传感器裸芯106的压力测量结果的精度，应力隔离构件110是由具有与传感器裸芯106类似的热膨胀系数(CTE)的材料制成的。例如，当传感器裸芯106是由硅制造的时，应力隔离构件110由具有与硅基本上相同的CTE的材料制造。因此，当应力隔离构件110和/或传感器裸芯106经历热膨胀时，应力隔离构件110和传感器裸芯106以相同的速率膨胀以防止热膨胀应用应力到形成在传感器裸芯106上的压阻元件。在至少一个示例性实施方式中，传感器裸芯106是由硅匹配低温共烧陶瓷(SM-LTCC)制造。在另外的实施例中，当应力隔离构件110被制造时，传感器裸芯106被使用热电结合过程或其它的用于将传感器裸芯106结合到应力隔离构件110的过程结合到应力隔离构件110。
[0013]在至少一个实施方式中，为了方便在传感器裸芯106的薄膜上的电子器件之间的电连接，金属化通路111 (下面参照图2描述)被形成通过传感器裸芯106。另外，在应力隔离构件110的制造期间，嵌入的迹112被形成在应力隔离构件110内。嵌入的迹112电连接到形成在传感器裸芯106内的通路并且延伸通过应力隔离构件110以将从应力隔离构件110延伸的引脚114与形成在定位在壳体104内的电路晶片118上的前端电路116互连。
[0014]在某些实施例中，传感器裸芯106的薄膜105的一侧被暴露给通道108内的压力介质，而薄膜105的相对侧暴露给参考真空121。在某些实施方式中，参考真空121内的各种不同的部件都可能随着时间的推移而排气。该各种不同的部件的排气改变了参考真空内的压力，参考真空内的压力的这种改变还改变了在薄膜105暴露给压力介质时传感器裸芯106的该薄膜105的压阻元件所经历的应变的量。在参考真空121和压力介质之间的压差的由参考真空121内的压力变化引起的改变引起了压力测量结果中的误差。为了限制从各种不同的部件的潜在的材料排气进入参考真空121，薄膜105可被密封在真空参考盖120内，其中真空参考盖120限制了暴露给参考真空的可能的排气部件的数量。
[0015]在某些实施方式中，当传感器裸芯106被安装在应力隔离构件110上时，通过贯通的传感器通路111和嵌入的迹112使真空参考盖120可行。通路111和嵌入的迹112允许从形成在薄膜105上的压阻元件的电连接延伸通过传感器裸芯106和应力隔离构件110到达互连引脚114，其中该电连接延伸到包含前端电路116的电路晶片118。例如，图1B说明了压力感测设备150的另一个实施方式，其中压力感测设备150不具有图1A中的真空参考盖120或通路111。如图1B中所示，若没有穿过传感器裸芯106的通路111，延伸通过形成在传感器裸芯106的薄膜105上的压阻元件的信号是通过导线113实现的，导线113被结合到参考真空121内的传感器裸芯106的表面，其中导线113直接从传感器裸芯106延伸到更远的电子器件，例如电路晶片118上的前端电路116。如果导线113直接从传感器裸芯106延伸到前端电路116，那么前端电路116、连接导线113、和前端电路116支撑结构(例如电路晶片118)将在参考真空121内并且参考真空121内的各种不同的部件可能会排气到参考真空121内并且改变了压力感测设备150的性能。相比而言，如在图1A中所示，延伸通过传感器裸芯106的电连接通路111和延伸通过应力隔离构件110的嵌入的迹112能够实现真空参考盖120结合在传感器裸芯106上，以限制参考真空内的可能材料排气到安装在薄膜105的表面上的电兀件。
[0016]在至少一个实施方式中，真空参考盖120是凹陷式盖，其配装到传感器裸芯106上，该盖在制造过程中当传感器裸芯106和应力隔离构件110都存在于真空环境中时被施加到传感器裸芯106上。真空参考盖120可由诸如硅的材料或比如SM-LTCC的其它材料制造。类似于应力隔离构件110，真空参考盖120可由具有和传感器裸芯106和应力隔离构件110相同的CTE的材料制造。在真空参考盖120和应力隔离构件110都在真空环境中时，真空参考盖120被使用热电结合或其它的在真空参考盖120的凹部内气密地密封传感器裸芯106和真空参考盖120之间的真空的结合方法结合到应力隔离构件110。
[0017]在至少一个实施方式中，当传感器裸芯106和真空参考盖120被安装在应力隔离构件110上时，应力隔离构件110被安装到基层122。在某些示例性实施方式中，基层122被形成为氧化铝坯料，或其它可铜焊的材料。替换地，应力隔离构件110在传感器裸芯106和真空参考盖120被结合到应力隔离构件110之前被形成在基层122上。在某些实施例中，多个应力隔离构件110被制造在基层122上。传感器裸芯106和真空参考盖120然后可被结合到应力隔离构件110中的每一个。当传感器裸芯106和真空参考盖120被结合到应力隔离构件110中的每一个时，多个应力隔离构件110被分别形成为(singulate)带有相应的传感器裸芯106和相应的真空参考盖120的独立的应力隔离构件110。
[0018]当应力隔离构件110被安装到基层122时，应力隔离构件110和基层122被放置在壳体104内，其中应力隔离构件110和基层122被牢固地结合在壳体104内。例如，应力隔离构件110和基层122被通过铜焊124牢固地结合到壳体。替换地，应力隔离构件110和基层122被通过钎焊接头牢固地结合到壳体。在某些实施方式中，当应力隔离构件110被牢固地结合在壳体104内时，互连引脚114被定位在应力隔离构件110内，使得在应力隔离构件110内的嵌入的迹112接触互连引脚114。替换地，互连引脚114在应力隔离构件110被牢固地结合在壳体104内之前被定位在应力隔离构件110内。当互连引脚114被定位在应力隔离构件110内时，包含前端电路116的电路晶片118被放置成使得互连引脚114提供了在嵌入的迹112和前端电路116之间的电连接。前端电路包括了电子器件，该电子器件部分地起到控制到传感器裸芯106上的电元件的输入的作用。例如，前端电路116包括了模数转换器、数模转换器、多芯片模块等。在至少一个实施方式中，前端电路116执行诸如压力输出表征、输出信号调节等功能。
[0019]在某些实施例中，电路晶片118被电连接到电连接器130，电连接器130被用气密焊接128焊接到壳体104。电连接器130从壳体104延伸并连接到外部系统。例如，在图1A所示的示例中，电连接器130带有螺纹以帮助压力感测设备100结合到更大的系统中。因此，通过电连接器130，外部系统能够从在传感器裸芯106的薄膜上的压阻元件获得压力测量结果。
[0020]在另外的实施例中，应力隔离构件110可由诸如硅、SM-LTCC等的吸湿材料制造。当应力隔离构件110是由吸湿材料制造的时，应力隔离构件110在应力隔离构件110吸收压力介质内的湿气时膨胀。如果应力隔离构件110被暴露给压力介质中的湿气，那么应力隔离构件110的膨胀可以如下方式膨胀，即使得在传感器裸芯106上的压阻元件变为发生应变，因此引起了由压阻元件产生的测量结果中的偏移。在某些实施例(在图1A和IB中都示出了)，应力隔离构件110被原子层沉积(ALD)涂层126保护以不受湿气影响，该涂层防止了压力介质中的湿气接触应力隔离构件110。例如，ALD涂层126包括了沉积到暴露给压力介质的应力隔离构件110和基层122的表面上的金属氧化物涂层。在一个示例性实施例中，ALD涂层126在应力隔离构件110和基层122被安装在壳体104内之前被施涂。替换地，ALD涂层126在应力隔离构件110和基层122被安装在壳体104内之后被施涂。
[0021]如上面描述的，使用将传感器裸芯106上的感测电路(在下面的图2中被描述为感测电路207)电连接到前端电路116的通路111和嵌入的迹112使得能够在传感器裸芯106上使用真空参考盖120。真空参考盖120通过限制在参考真空121内的部件的数量来防止在参考真空121内的材料的排气影响参考真空121内的压力。另外，在应力隔离构件110上的ALD涂层126防止了压力感测设备100的吸湿部件从压力介质吸收湿气。通过保持参考真空并防止吸湿部件吸收湿气，压力感测设备100更能抵抗在压力测量结果内的可能的误差源。
[0022]图2是安装在应力隔离构件210的顶部上的传感器裸芯206的横截面图，其中应力隔离构件210是基座。在某些实施例中应力隔离构件210起到图1A中的应力隔离构件110的作用。还类似于应力隔离构件110，通道208延伸通过应力隔离构件210。通道208允许压力介质穿过应力隔离构件210。
[0023]在至少一个实施例中，应力隔离构件210将传感器裸芯206与可能影响传感器测量结果准确性的应力隔离开。传感器裸芯206也可起到图1A中的传感器裸芯106的实施例的作用。传感器裸芯206包括薄膜205和压阻元件207。薄膜205被定位在延伸通过应力隔离构件210的通道208上方并且依照在通道208内的压力介质的压力移动。为了测量压力，传感器裸芯206包括压阻元件207，其被安装在薄膜205的与通道208相对的一侧上。当薄膜205响应于压力介质的压力而移动时，该移动施加应变力到压阻元件207上。压阻元件207上的应变改变了压阻元件207的电阻，这影响了经过压阻元件207的电流的可测量电压。在至少一个实施例中，压阻元件207包括压力感测元件和稳定感测元件。
[0024]在某些实施例中，压阻元件207电连接到金属化通路211。金属化通路211然后连接到形成在应力隔离构件210内的嵌入的迹212。嵌入的迹212延伸通过应力隔离构件210以提供到前端电路的连接，例如上面参照图1A描述的前端电路116。如上所述，嵌入的迹212和金属化通路211允许真空参考盖220被放置在传感器裸芯206上并且结合到应力隔离构件210，而不干涉在压阻元件207和前端电路之间的电连接。在至少一个替换实施方式中，吸气剂225可被放置在传感器裸芯206上方的真空参考盖220的凹部内，其中吸气剂225被根据本领域技术人员已知的方法激活。吸气剂225吸收在结合之后存在于参考真空221中的任何剩余的气体分子并且吸收在结合之后从参考真空221内的元件排气产生的分子。[0025]另外，当应力隔离构件210是由硅材料制造的时，并且该硅材料与压力介质内的空气相互作用时，形成了一层吸湿二氧化硅。二氧化硅从空气吸收湿气并且引起了应力隔离构件210改变形状。为了防止应力隔离构件210从空气吸收湿气，应力隔离构件的暴露给通过通道的空气的表面涂覆有原子层沉积涂层226。在至少一个实施例中，涂层226是金属氧化物，例如氧化铝或氧化钛。涂层226防止了湿气被应力隔离构件210的部分吸收并且防止了湿气负面地影响压力传感器的操作。
[0026]图3是用于制造压力传感器的方法300的一个示例性实施例的流程图。在图3中示出的示例性实施例在本文中被描述为被使用图1A中示出的压力感测设备100实施，但是应该理解，其它的实施例可以其它方式实施。
[0027]方法300前进到302，在那里应力隔离构件110被形成为接触基层122。在某些实施例中，应力隔离构件110是由在由氧化铝形成的基层122上的SM-LTCC材料形成的。在至少一个实施例中，通道108延伸通过应力隔离构件110和基层122，使得气体或液体介质能够穿过通道108。另外，应力隔离构件110可以是基座形形状，其中通道纵向地延伸通过应力隔离构件110的基座。
[0028]方法300前进到304，在那里传感器裸芯106被制造。传感器裸芯106包括硅薄膜，其带有形成在该薄膜上的传感器电路。在至少一个实施方式中，传感器电路包括压阻元件，该压阻元件依照薄膜的移动改变电阻。当传感器裸芯106被制造时，方法300前进到306，在那里传感器裸芯106被安装到应力隔离构件110。在至少一个实施方式中，传感器裸芯106被安装到应力隔离构件110，使得传感器裸芯106的薄膜被定位在通道108的开口上方。在至少一个实施例中，传感器裸芯106上的传感器电路被连接到金属化通路，该通路延伸通过传感器裸芯106。当传感器裸芯106被安装到应力隔离构件110上时，金属化通路就与形成在应力隔离构件110内的嵌入的迹112接触，使得传感器电路被电连接到嵌入的迹112。
[0029]在某些实施例中，方法300前进到308，在那里应力隔离构件110、基层122、和传感器裸芯106被固定到壳体104内。例如，组装后的部件被放置在壳体104内，壳体104具有输入端口 102，使得进入输入端口 102的压力介质能够进入在基层122上的通道108的开口。而且，在至少一个示例性实施例中，组装后的部件被用铜焊124固定到壳体104内。替换地，在部件被组装在一起时，应力隔离构件110、基层122和传感器裸芯106被单独地固定到壳体104内。
[0030]方法300前进到310，在那里应力隔离构件110和基层122的表面被涂覆有原子层沉积。在某些实施方式中，应力隔离构件Iio和基层122可由吸湿材料制造。当应力隔离构件110和/或基层122是吸湿的并且被暴露给压力介质中的湿气时，应力隔离构件110和/或基层122可膨胀并引起传感器裸芯106中的导致测量误差的应变。为了防止吸收湿气，应力隔离构件110和基层122的暴露给通道108内或输入端口 102内的压力介质的表面可被涂覆有原子层沉积126。在一个实施方式中，应力隔离构件110和基层122在应力隔离构件110和基层122被固定在壳体内之前被涂覆。替换地，应力隔离构件110和基层122在应力隔离构件110和基层122被固定在壳体104内之后被涂覆原子层沉积126。
[0031]在至少一个实施方式中，方法300前进到312，在那里在传感器裸芯106上的感测电路被电连接到外部系统。如上所述，该感测电路电连接到传感器裸芯106内的通路，该通路被联接到应力隔离构件110内的嵌入的迹112。为了将感测电路电连接到外部系统，嵌入的迹112可通过互连装置114与前端电路116连接，前端电路116通过外部连接器130连接到外部系统。替换地，感测电路可通过直接从感测电路延伸的导线111连接到前端电路116。
[0032]方法300前进到314，在那里传感器裸芯106的第二侧被密封在具有已知压力的环境内。在某些实施方式中，其中传感器100是绝对压力传感器，该感测电路测量压力介质相对于绝对真空的压力。替换地，感测电路可测量压力介质的相对于任何已知参考压力的压力。在至少一个实施方式中，从在具有已知压力的环境中的材料的排气可引起由感测电路提供的测量结果中的误差。为了保持已知的压力并防止排气，参考盖120被围绕着传感器裸芯106的与接触通道108内的压力介质的表面相对的表面结合到应力隔离构件110。参考盖120限制了能够排气并改变参考压力，从而引起所得到的压力测量结果的漂移的材料的量。替换地，前端电路也能被气密地密封在壳体104内，其中该密封是在具有已知压力的环境下完成的。
[0033]示例实施例
示例I包括用于制造压力传感器的方法，该方法包括:形成与基层接触的应力隔离构件，其中该应力隔离构件和基层具有通道，该通道形成为穿过基层和应力隔离构件；制造传感器裸芯，其中该传感器裸芯包括具有薄膜，该薄膜具有在其上形成的感测电路；将传感器裸芯安装到应力隔离构件，其中薄膜的第一侧被暴露给所述通道的开口 ；将应力隔离构件、基层、和传感器裸芯安装到具有输入端口的壳体内，其中所述通道在壳体内被定位成使得进入输入端口的压力介质也进入该通道；用原子层沉积涂覆应力隔离构件和基层的暴露给所述输入端口或所述通道的表面；将所述感测电路电连接到外部系统；并且在具有已知压力的环境没密封所述传感器裸芯的第二侧，其中第二侧被与所述通道的所述开口气密地隔离开。
[0034]示例2包括示例I的方法，其中在具有已知压力的环境内密封所述传感器裸芯的所述侧包括在该环境内将参考盖结合到所述应力隔离构件，该参考盖具有凹部，其中盖传感器裸芯被定位在该凹部内。
[0035]示例3包括示例2的方法，其中该参考盖是由具有和传感器裸芯相同的热膨胀系数的材料制造的。
[0036]示例4包括示例1-3中任一项的方法,其中在所述基层上形成所述应力隔离构件包括在该应力隔离构件内形成嵌入的导电迹，其中嵌入的导电迹电连接到所述感测电路。
[0037]示例5包括示例4的方法，其中制造该传感器裸芯包括形成通过该传感器裸芯的通路，其中该通路在所述传感器裸芯被安装到所述应力隔离构件时电连接所述嵌入的导电迹到所述感测电路。
[0038]示例6包括示例1-5中任一项的方法，其中应力隔离构件是由硅热膨胀系数匹配低温共烧陶瓷制造的。
[0039]示例7包括示例1-6中任一项的方法,其中所述应力隔离构件包括基座,其从所述基层的表面延伸远离，其中所述通道纵向地延伸通过该基座，所述传感器裸芯被安装到该基座，其中所述通道的暴露给所述薄膜的第一侧的开口是位于该基座的最远离所述基层的那侧。[0040]示例8包括示例1-7中任一项的方法，其中原子层沉积包括金属氧化物。
[0041]示例9包括示例1-8中任一项的方法，其中电连接所述感测电路到外部系统包括:电连接该感测电路到所述壳体内的前端电路；通过外部连接器电连接该前端电路到该外部系统。
[0042]示例10包括示例1-9中任一项的方法，其中基层和应力隔离构件通过铜焊和钎焊接头中的至少一个被固定在所述壳体内。
[0043]不例11包括压力传感器,该传感器包括:包括输入端口的壳体，该输入端口被构造成在该壳体被放置在包含介质的环境中时允许该介质进入该壳体的内部；牢固地安装在该壳体内的基层；安装到该基层的应力隔离构件，其中通道从所述输入端口的一端延伸通过该基层和应力隔离构件，其中至少一个迹被嵌入在应力隔离构件内；结合到应力隔离构件的传感器裸芯，该传感器裸芯包括薄膜，该薄膜具有形成在其上的感测电路，其中薄膜的第一侧被暴露给在应力隔离构件中的通道的开口，并且所述感测电路被安装到该薄膜的被与该应力隔离构件中的通道的所述开口气密地密封隔离开的第二侧；延伸通过所述传感器裸芯的至少一个通路，该通路电连接所述感测电路到所述至少一个迹；和气密地结合到所述应力隔离构件的真空参考盖，该真空参考盖具有凹部，该凹部包含在其内形成的真空，其中传感器裸芯被定位在该凹部内并且该感测电路被暴露给所述真空。
[0044]示例12包括示例11的压力传感器，其中所述应力隔离构件包括基座，其从所述基层的表面延伸远离，其中所述通道纵向地延伸通过该基座，所述传感器裸芯被安装到该基座，其中所述通道的暴露给所述薄膜的第一侧的开口是位于该基座的最远离所述基层的那侧。
[0045]示例13包括示例11-12中任一项的压力传感器,其中该真空参考盖是由具有和传感器裸芯相同的热膨胀系数的材料制造的。
[0046]示例14包括示例11-13中任一项的压力传感器，其中应力隔离构件是由硅热膨胀系数匹配低温共烧陶瓷制造的。
[0047]示例15包括示例11-14中任一项的压力传感器，还包括原子层沉积涂层，该涂层用原子层沉积覆盖了所述应力隔离构件和所述基层的暴露给所述输入端口或所述通道的表面。
[0048]示例16包括示例15的压力传感器，其中原子层沉积包括金属氧化物。
[0049]示例17包括如示例11-16中任一项的压力传感器,还包括:定位在该壳体内的前端电路，该前端电路被电连接到所述至少一个迹；以及外部连接器，其提供了在该前端电路和外部系统之间的电连接。
[0050]示例18包括示例11-17中任一项的压力传感器，其中基层和应力隔离构件通过铜焊和钎焊接头中的至少一个被固定在所述壳体内。
[0051]示例19包括示例11-18中任一项的压力传感器,其中该真空参考盖包括定位在所述凹部内的吸气剂。
[0052]不例20包括压力传感器,该传感器包括:壳体，该壳体包括输入端口，该输入端口构造成在该壳体被放置在包含介质的环境中时允许该介质进入该壳体的内部；牢固地安装在该壳体内的基层；安装到该基层的应力隔离构件，其中通道从该输入端口的一端延伸通过该基层和该应力隔离构件，其中至少一个迹被嵌入在该应力隔离构件内，其中该应力隔离构件和该基层的面对所述通道和所述输入端口的表面被涂覆有原子层沉积；结合到该应力隔离构件的传感器裸芯，该传感器裸芯包括薄膜，该薄膜具有形成在其上的感测电路，其中该薄膜的第一侧被暴露给该应力隔离构件中的通道的开口，并且该感测电路被安装到该薄膜的被与该应力隔离构件中的通道的该开口气密地密封隔离开的第二侧；延伸通过该传感器裸芯的至少一个通路，该通路电连接该感测电路到所述至少一个迹；以及气密地结合到该应力隔离构件的真空参考盖，该真空参考盖具有凹部，该凹部包含在其内形成的真空，其中该传感器裸芯被定位在该凹部内并且该感测电路被暴露给该真空。
[0053]尽管本文已经图示和描述了具体实施例，但是本领域技术人员应该意识到，目的在于实现同样目的的任何布置都可代替示出的具体实施例。因此，显然的是，本发明仅由权利要求及其等同方式限制。
[0054]在本申请中使用的相对位置的术语是基于平行于晶片或基层的传统平面或工作表面的平面定义的，与该晶片或基层的取向无关。在本申请中使用的术语“水平的”或“侧向的”被定义为平行于晶片或基层的传统平面或工作表面的平面，与该晶片或基层的取向无关。术语“竖直的”指的是垂直于水平的方向。术语例如“在……上”、“侧”(如侧壁中的侦D、“更高”、“更低”、“上方”、“顶部”和“下面”都是相对于在晶片或基层的顶部平面上的传统平面或工作表面定义的，与该 晶片或基层的取向无关。
【权利要求】
1.一种用于制造压力传感器的方法，该方法包括: 形成与基层(122)接触的应力隔离构件(110)，其中应力隔离构件(110)和基层(122)具有通道(108)，该通道形成为穿过基层(122)和应力隔离构件(110); 制造传感器裸芯(106)，其中传感器裸芯(106)包括薄膜(105)，该薄膜具有形成在其上的感测电路； 将传感器裸芯(106)安装到应力隔离构件(110)，其中薄膜(105)的第一侧被暴露给通道(108)的开口 ； 固定应力隔离构件(110)、基层(122)和传感器裸芯(106)到具有输入端口( 102)的壳体(104)内，其中通道(108)在壳体(104)内被定位成使得进入输入端口( 102)的压力介质也进入通道(108)； 用原子层沉积(126)涂覆应力隔离构件(110)和基层(122)的被暴露给输入端口( 102)或通道(108)的表面； 电连接该感测电路到外部系统；以及 在具有已知压力的环境内密封传感器裸芯(106)的第二侧，其中第二侧被气密地与通道(108)的所述开口隔离开。
2.一种压力传感器，该传感器包括: 包括输入端口( 102)的壳体(104)，该输入端口被构造成在壳体(104)被放置在包含介质的环境内时允许该介质进入壳体(104)的内部； 牢固地安装在壳体(104)内的基层(122)； 安装到基层(122)的应力隔离构件(110)，其中通道(108)从输入端口( 102)的一端延伸穿过基层(122)和应力隔离构件(110)，其中至少一个迹(111)被嵌入在应力隔离构件(110)内； 结合到应力隔离构件(110)的传感器裸芯(106)，传感器裸芯(106)包括薄膜(105)，该薄膜具有形成在其上的感测电路(207)，其中薄膜(105)的第一侧被暴露给在应力隔离构件(110)中的通道(108)的开口，而感测电路(207)被安装到薄膜(105)的被与应力隔离构件(110)内的通道(108)的所述开口气密地密封隔离开的第二侧； 延伸穿过所述传感器裸芯的至少一个通路，该通路电连接感测电路(207)到所述至少一个迹(111);以及 气密地结合到应力隔离构件(110)的真空参考盖(120)，真空参考盖(120)具有凹部(121),该凹部包含形成在其内的真空，其中传感器裸芯(106)被定位在该凹部(121)内并且感测电路(207 )被暴露给所述真空。
3.如权利要求2所述的压力传感器，还包括原子层沉积(126)涂层，该涂层用原子层沉积(126)覆盖了所述应力隔离构件(110)和所述基层(122)的暴露给所述输入端口(102)或所述通道(108)的表面。
【文档编号】G01L9/06GK104006913SQ201410066157
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2013年2月27日
【发明者】G.C.布朗 申请人:霍尼韦尔国际公司