硅原子完全迀移，并且分別形成在頂部由膜18封閉的腔16和在頂部也由膜18旁邊的硅區(qū)域封閉的通道26。由于腔16的存在，膜18是柔性的并且可以經(jīng)受偏斜。
[0052]優(yōu)選地，在出氣氛中執(zhí)行退火，以用于阻止溝槽106中存在的氫通過外延層110向外逃逸，并且在其中在外延生長步驟期間困住的氫不夠的情況下，用于增加腔16和通道26中存在的氫的濃度。替代地，可以在氮環(huán)境中執(zhí)行退火。
[0053]接著，以圖中未圖示的方式，經(jīng)由例如硼的P型摻雜劑物種的植入來摻雜膜18的選擇部分，以便提供壓阻元件28。在膜的選擇部分中形成壓敏電阻器(如同樣地它們的惠斯通橋連接)的步驟是本身已知的，并且因此本文中不再進(jìn)一步描述。
[0054]如果期望這樣，以不形成本實(shí)用新型主題的本身已知的方式，將構(gòu)成壓力傳感器11的控制電路的電子部件和/或電接觸焊盤(例如圖3的焊盤30)集成在基板12內(nèi)在膜18之外的區(qū)域中是可能的。
[0055]接著(圖12)，放置具有基板120的晶片，其中要提供蓋部14。為了該目的，在其面14b上刻蝕基板120以形成凹部14’，凹部14’在深度上延伸到基板120中達(dá)到比基板120本身的厚度小的厚度。凹部14 ’在平面XY中的尺寸使得當(dāng)蓋部14耦合到基板12時(shí)，凹部14 ’被設(shè)計(jì)為完全包圍膜18和壓敏電阻器28。如先前已經(jīng)描述的，以本身已知的方式在凹部14’內(nèi)形成吸氣劑層22。
[0056]接著，如圖13所示，包括基板12的晶片(在圖11的處理步驟中)和包括基板120的晶片(在圖12的處理步驟中)例如通過玻璃熔塊技術(shù)被耦合在一起(稱為“晶片到晶片鍵合”的步驟)以形成耦合區(qū)域20，使得凹部14’面對并且完全包圍膜18(以及集成在膜18中的壓敏電阻器28)。優(yōu)選地，耦合區(qū)域20在基板12的面12a上延伸，使得不會(huì)相對于通道26側(cè)向(即，沿X)突出。以這種方式，通過半導(dǎo)體材料的支撐部(蓋部14和基板12)、而不是還通過耦合區(qū)域20，排他地執(zhí)行隨后的切割步驟，耦合區(qū)域20可能是與所使用的切割工具不兼容的材料的。
[0057]最后(圖14)，沿著切割線53將晶片切成切片，每個(gè)切片包含如此獲得的相應(yīng)壓力傳感器11。
[0058]為了制造圖4和圖5的壓力傳感器31，在圖13的步驟之后，設(shè)想圖15的步驟，其中在沿Z與圖9步驟期間形成的通道的相應(yīng)部分對準(zhǔn)的蓋部14的頂部區(qū)域上，執(zhí)行DRIE步驟(使用適當(dāng)掩模，未圖示)。從而形成用于接入到腔16的通道的第二部分32”(其在圖15中用虛線表示，到目前為止它們沿著圖SB的區(qū)段VII1-VIII的線不可見)。接著執(zhí)行圖14的切割步驟。
[0059]以本身已知的方式，可以設(shè)想適當(dāng)對準(zhǔn)標(biāo)記，以便于促進(jìn)標(biāo)識沿Z與圖9步驟期間形成的通道的相應(yīng)部分對準(zhǔn)的蓋部14的頂部區(qū)域。
[0060]可以利用所描述的壓力傳感器實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)從前述描述中清楚地顯現(xiàn)。
[0061]特別地，從根據(jù)所描述的任何一個(gè)實(shí)施例的壓力傳感器在輸出處生成的換能壓力信號不會(huì)依賴于必定存在于掩埋腔中的殘余壓力。實(shí)際上，基準(zhǔn)壓力現(xiàn)在由通過耦合基板的過程所獲得的腔中存在的壓力給出，其可以被高精度地控制(例如，使用吸氣劑層)。根據(jù)本公開，基準(zhǔn)壓力不會(huì)隨著壓力傳感器在其中工作的環(huán)境的溫度而變化或者最低限度地變化。
[0062]此外，由于換能器元件(壓敏電阻器)面對基準(zhǔn)腔(其被氣密封閉)的內(nèi)部，它們免受任何雜質(zhì)和氣氛媒介(灰塵、濕度等)的影響，雜質(zhì)和氣氛媒介可能使它們損壞或者因此生成經(jīng)換能的信號的變化，其是不可預(yù)見的并且不可以補(bǔ)償?shù)摹?br>[0063]最后，由于所描述的制造過程，硅的壓力傳感器具有低的成本和減小的尺寸、以及改善的對故障的抵抗能力。實(shí)際上，由于接收環(huán)境壓力的腔是掩埋類型的，不要求基板之間的耦合的其它步驟以獲得它。
[0064]最后，清楚的是，可以對本文中描述和圖示的壓力傳感器做出眾多修改和變化，它們?nèi)柯湓谌缢綑?quán)利要求所限定的實(shí)用新型構(gòu)思的范圍內(nèi)。
[0065]例如，根據(jù)膜18的偏斜生成的換能信號可以通過膜18的導(dǎo)電區(qū)域與固定基準(zhǔn)電極的電容耦合而生成。例如，膜18的導(dǎo)電區(qū)域包括通過已知類型的沉積技術(shù)形成的薄金屬層。在這種情況下，壓阻元件不是必要的，并且腔24還容納固定基準(zhǔn)電極;后者面對膜18的導(dǎo)電區(qū)域，使得固定基準(zhǔn)電極和膜18形成電容器的相應(yīng)板。在使用中，膜的偏斜引起如此形成的電容器的電容的變化。對電容的所述變化的測量可以與膜18的偏斜關(guān)聯(lián)，膜18的偏斜轉(zhuǎn)而可以與作用在其上的環(huán)境壓力Pa關(guān)聯(lián)。從而可以測量環(huán)境壓力Pa。
[0066]此外，通過在所述面12b上提供流體接入開口，可以形成用于連接腔16與外部環(huán)境的通道，以連接腔16與基板12的面12b。形成所述開口的過程與已經(jīng)參照圖4和圖5描述的過程相似(例如，從面12b開始的基板12的DRIE)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓力傳感器(II;31)，其特征在于，適于檢測所述壓力傳感器外部的環(huán)境的環(huán)境壓力值(Pa)，所述壓力傳感器包括: -第一半導(dǎo)體本體(12)，具有內(nèi)部掩埋腔(16)和懸置在所述掩埋腔之上的膜(18); -第二半導(dǎo)體本體(14)，具有凹部(14’)，所述凹部氣密耦合到所述第一半導(dǎo)體本體(12)，使得所述凹部(14’)面對所述膜(18)，從而限定密封腔(24)，所述密封腔的內(nèi)部壓力值提供壓力基準(zhǔn)值(Pref);以及 -通道(26;32)，至少部分地形成在所述第一半導(dǎo)體本體(12)中，并且被配置為將所述掩埋腔(16)設(shè)置為與所述壓力傳感器外部的所述環(huán)境流體連通， 所述膜(18)被配置為經(jīng)受根據(jù)所述密封腔(24)中的所述壓力基準(zhǔn)值(Pref)和所述掩埋腔(16)中的所述環(huán)境壓力值(Pa)之間的壓力差的偏斜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述膜(18)容納換能器組件(28)，所述換能器組件被配置為根據(jù)所述膜(18)的所述偏斜生成換能電信號，所述換能器組件被布置在所述膜(18)的面對所述密封腔(24)內(nèi)部的表面部分中。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于，所述通道(26;32)在與所述掩埋腔(16)的位置平面相同的位置平面中延伸作為所述掩埋腔(16)的部分延長，從而到達(dá)所述第一半導(dǎo)體本體(12)的與所述位置平面正交的側(cè)壁。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于，所述通道(26;32)部分沿著屬于所述掩埋腔(16)的位置平面的第一方向(X;Y)并且部分沿著與所述第一方向正交的第二方向(Z)延伸作為所述掩埋腔(16)的部分延長，從而到達(dá)所述第一半導(dǎo)體本體(12)的暴露于外部環(huán)境的側(cè)面(12a;12b)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于，所述通道(26;32)部分沿著屬于所述掩埋腔(16)的位置平面的第一方向(X;Y)并且部分沿著與所述第一方向正交的第二方向(Z)在所述第一半導(dǎo)體本體(12)中延伸作為所述掩埋腔(16)的部分延長，從而到達(dá)所述第一半導(dǎo)體本體(12)的面對所述第二半導(dǎo)體本體(14)的側(cè)面(12a)， 并且所述通道(26;32)進(jìn)一步完全地延伸通過所述第二半導(dǎo)體本體(14)，從而將所述掩埋腔(16)設(shè)置為通過所述第二半導(dǎo)體本體(14)與外部環(huán)境流體連通。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓力傳感器，其特征在于，進(jìn)一步包括完全圍繞所述膜(18)的耦合區(qū)域(20)，所述第一半導(dǎo)體本體(12)和所述第二半導(dǎo)體本體(14)經(jīng)由所述耦合區(qū)域(20)氣密耦合在一起， 所述通道(32)在所述第一半導(dǎo)體本體(12)的在所述耦合區(qū)域(20)外部的部分中沿著所述第二方向(Z)延伸。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力傳感器，其特征在于，進(jìn)一步包括完全圍繞所述膜(18)的耦合區(qū)域(20)，所述第一半導(dǎo)體本體(12)和所述第二半導(dǎo)體本體(14)經(jīng)由所述耦合區(qū)域(20)氣密耦合在一起， 所述通道(32)進(jìn)一步在所述第二方向(Z)上延伸通過所述耦合區(qū)域(20)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于，所述凹部(14’)容納吸氣劑層(22)，所述吸氣劑層被配置為當(dāng)被活化時(shí)降低所述密封腔(24)內(nèi)部的壓力值。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及壓力傳感器。被設(shè)計(jì)為檢測壓力傳感器外部的環(huán)境的環(huán)境壓力值(PA)的壓力傳感器(31)包括：第一基板(12)，具有掩埋腔(16)和懸掛在掩埋腔之上的膜(18)；第二基板(14)，具有凹部(14’)，凹部氣密耦合到第一基板(12)，使得凹部限定密封腔(24)，密封腔的內(nèi)部壓力值提供壓力基準(zhǔn)值(PREF)；以及通道(32)，至少部分地形成在第一基板(12)中，并且被配置為將掩埋腔(16)布置為與壓力傳感器外部的環(huán)境連通。膜經(jīng)受根據(jù)密封腔(24)中的壓力基準(zhǔn)值(PREF)和掩埋腔中的環(huán)境壓力值(PA)之間的壓力差的偏斜。根據(jù)本實(shí)用新型的方案，可以提供具有換能信號對溫度的降低的依賴性的壓力傳感器。
【IPC分類】G01L11/00
【公開號】CN205262665
【申請?zhí)枴緾N201520973372
【發(fā)明人】E·杜奇, S·康蒂, S·克斯坦蒂尼
【申請人】意法半導(dǎo)體股份有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月30日