他被认为适当的技术置于硅片12的顶部上。电气接触通孔63和互连件可被嵌入在硅片12的材料中，并且电路14的至少一部分置于其之上。相应的场屏蔽件70置于感测子元件61、电气接触通孔63和互连件62之上。相应的场屏蔽件70借助于由适当材料(典型地为气相沉积Si3N4和/或热生长S12)制成的钝化薄膜置于子元件61、电气接触通孔63和互连件62之上并与其电气隔离。
[0052]第一钝化层19使得每一个传感器接触件18与其他部件电气隔离。每个传感器接触通孔63与桥路16电气连通。电路16又与至少一个接合垫15连接。至少一个接合垫15提供外部电气连接。偏置通孔24提供与隔膜34的电气连接。偏置通孔24与偏置接触件28电气连接。顶部钝化层20可置于第一钝化层19、传感器接触件18、桥路16、以及偏置接触件28的至少一部分之上。
[0053]场屏蔽件70置于传感器10内的电气部件之上。通常，场屏蔽件70用于防止整个电阻桥受到从外部积累到传感器10的负表面电荷影响。除此之外，场屏蔽件70还用于施加电势以限制对特定环境中表面电荷积聚的敏感性。示例性的实施例包括油浸环境。
[0054]当传感器10通电时，电压V被施加到接合垫15上。电流I流至第一传感器接触件18进入一对互连件62中的第一互连件62。电流通过感测子元件61到第二互连件62上并从第二传感器接触件18出来。(为便利起见，第一互连件62、感测子元件61和第二互连件62的组件被称作为“电阻桥”或其他类似的术语)。隔膜34的挠曲引起感测子元件61的电阻变化，并因此引起第二传感器接触件18处的信号变化。
[0055]通常，每个互连件62包括高掺杂P型材料，而感测子元件61可包括较低水平的P型材料。在操作时，形成了 P/N结(还参见图13，其中示出了 P/N结79)。有利地，P/N结79提供了电阻桥与N型材料34的电气隔离。由此，避免了电流I的泄漏，并因此避免了信号泄漏。
[0056]如图10和图12所不地，场屏蔽件电路17横跨隔膜34的数个部分延伸。场屏蔽电路17用于将第一场屏蔽件70与第二场屏蔽件70等电气连接。
[0057]现在还参考图11，其中示出了传感器10的电子原理图。在该示例中，电容符号表示用于每个感测元件RpR2AjP 1?4的钝化层19，20。反向偏置结型二极管表示用于每个感测元件R1, R2, &和R4的耗尽区79。
[0058]如图12中所示，桥路16和场屏蔽电路17通过利用设置于二者之间的钝化的物理分离而相隔离。每个场屏蔽件70策略性地覆盖住相应感测元件的所有有效面积。也就是说，每个场屏蔽件70完全覆盖住每个传感器接触通孔63、每个互连件62和每个感测子元件61。通过利用场屏蔽件70，避免形成现有传感器210中的反型层。
[0059]如图13中所示，已经积累在传感器10的顶部上的负表面电荷不会干扰传感器10的操作。也就是说，场屏蔽件70的通过将电压V施加至场屏蔽件70和N型层34的操作使得耗尽区79减小并显著消除形成在现有技术传感器210中的反型层289。
[0060]这种构造已被证明在感测元件表面积聚极高静态电荷的情况下是稳健的。
[0061]现在参见图14，其示出了压力传感器100。压力传感器100利用本文所公开的压力感测元件10。
[0062]图15为图14的图示内容的剖视图。示例性压力传感器100包括主体101。主体101包括端口 102。通常，端口 102容装有用于为电气系统提供外部电气连接的连接器。主体101包括至少一个安装件103。至少一个安装件103用于将压力传感器100紧固在适当位置中。在该示例中，压力传感器100包括高压端口 104和低压端口 105。压力通过管106在高压端口 104与低压端口 105之间连通。通常，管子106填充有油。相应的压力感测元件10设置在管106的高压端部处。
[0063]管106可被看作为储油器的实施例。储油器用于将压力感测元件10的压力端口21联接至低压端口 105。在该示例中，储油器设在伸长的管或柱形件中。然而，储油器可具有被认为适于将环境压力联接至感测元件10的任何几何结构。对于绝对压力构造，端口 21形成参考腔体，并且压力联接至感测元件顶侧31。对于相对压力或差压感测，储油器提供联接至中心通道21的压力，并且至少另一个压力端口以适于确定差压的方式联接至感测元件10的相对侧(即，顺压力联接)。对于本文中描述的构造，高压端口 104将高压联接至感测元件10的顶侧隔膜34。
[0064]现参见图16，其示出了已安装的示例性压力传感器100的实施例。在该示例中，压力传感器100被安装在加压环境110中。加压环境110包括流动(在该图示中，从左流向右)。示例性加压环境110包括废气回流。通过测量高压端口 104中的压力以及低压端口 105中的压力，使用压力传感器100的系统可被构造成用于估计常压、差压、流动力学以及其它相关量。
[0065]图17是描绘出压力传感器实施例性能的图表。在该根据本文所提出的教导所设计的实施例中，传感器没有展现出任何漂移。相反地，现有技术设计的漂移从中等范围延伸到显著范围。
[0066]更具体地，并通过非限制性示例的方式，测量在文丘里流动管上的压降，使得能够计算质量空气流。在某些实施例中，可被测量的压差位于大约0.2巴到大约I巴的范围。常规模式的压力测量范围高达大约8巴。
[0067]现在介绍压力感测元件10的某些其它方面。
[0068]大体上，每个场屏蔽件可延伸成完全覆盖每个被嵌入的装置电路、接触件通孔和金属互连件区域，需以防止在P+互连件之间形成低电阻反型沟道。典型的现有技术设计将感测元件上的场屏蔽覆盖限制于压阻桥和高掺杂P+互连件的数个部分，由此，未被覆盖的嵌入区域仍旧易于充电并形成反型层。因此，电路装置的设计可被修改成容纳压阻元件，并完全覆盖P+掺杂互连件、电气接触通孔及金属互连件，以便如所需要地完全抵抗表面充电。
[0069]尤其对于本发明而言，场屏蔽金属、布置以及沉积方法提供低膜片应力联接以实现低压(约小于IBar)硅片的优越装置性能。金属可以是任何工业常规类型，包括元素、合金或复合混合物。实际上，场屏蔽件通过带有与隔膜连接的接触通孔的钝化中介层(例如氮化硅)与第一金属层隔离。感测子元件、接触通孔和互连件的定向和布置使得隔膜上的金属覆盖区域最小化。使金属覆盖最小化确保从金属屏蔽件到低压硅片的感测元件隔膜的最小应力联接。使膜沉积得足够薄可以确保最大装置敏感性。所采用的金属膜厚度通常为大约10nm至大约50nm或更少。也可采用较厚的金属。本文所描述的场屏蔽件设置也可被部署在任何压力范围(大于约I巴)硅片的感测元件上。特别地，利用厚金属或其他材料完全覆盖住低压硅片的隔膜会降低性能。较厚的膜使中性应力轴移离压阻元件，因此降低敏感度；并引入与隔膜联接的较高机械应力，从而影响准确性和寿命稳定性。在操作中，等效电势一一通常为桥压\一一被施加到场屏蔽件层和隔膜两者上，以对于正常操作装置可遇到的环境条件维持在场屏蔽金属与隔膜之间的中性场。在全部有效面积上维持中性场，即使在具有非常高的表面电荷积聚的情况下，也确保了装置的长期输出稳定性。用于引起感测元件充电和输出漂移的试验台试验确定了本文所披露技术的优越性能。
[0070]如本文所讨论的，涉及“电气分离”的术语通常是指足以维持电气部件之间的中性场