微机电压力传感器装置制造方法及图纸

本公开涉及一种微机电压力传感器装置及其制造方法，提供了一种微机电压力传感器装置(100)，其由帽状件区域(102)和半导体材料的传感器区域(101)形成。气隙(107)在传感器区域(101)和帽状件区域(102；103)之间延伸；掩埋空腔(109)在传感器区域(101)中的气隙下方延伸，并且在底部限定薄膜(111)。贯通沟槽(110)在传感器区域(101)内延伸并且横向限定容纳薄膜的灵敏部分(121)、支撑部分(120)和弹簧部分(122)，弹簧部分将灵敏部分(121)连接至支撑部分(120)。通道(123)在弹簧部分(122)内延伸并且将掩埋空腔(109)连接到第二区域(101)的面(101A)。

【技术实现步骤摘要】
微机电压力传感器装置
本技术涉及一种具有较低的温度灵敏度的微机电压力传感器，具体涉及一种微机电压力传感器装置。
技术介绍
如已知的，包括至少部分地由半导体材料制成的微机械结构并且具有MEMS(微机电系统)技术的传感器由于其小尺寸、低制造成本和灵活性的有利特性而越来越多地被使用。MEMS传感器通常包括将待检测的物理或机械量转换成电量(例如，与电容的变化相关)的微机电结构和电子读取电路，该电子读取电路通常是ASIC(专用集成电路)，其执行电量的处理操作(放大和滤波之一)，并且输出电信号，该电信号是模拟信号(例如电压)或数字信号(例如PDM-脉冲密度调制信号)。在被电子接口电路进一步处理的情况下，电信号随后可用于外部电子系统，例如包含传感器的电子设备的微处理器控制电路。在微机电结构中，通过被形成在半导体芯片中或半导体芯片上的并且被悬置在空腔上的薄膜来获得期望的物理或机械量的检测。薄膜可以布置成面向外部环境或者通过流体通道与外部环境连通。例如，2013年6月28日提交的意大利专利申请TO2013A000540描述了一种MEMS装置，其中包括薄膜的装置的灵敏部分与芯片的其余部分分离并且被弹簧支撑。弹簧将灵敏部分与芯片的其余部分去耦并且吸收封装应力，而不将封装应力传递到灵敏部分。图1以简化的方式示出了被形成在例如硅的半导体材料的芯片10中的MEMS传感器1，其主题涉及上面提到的专利申请TO2013A000540，本文被示出为压力传感器。帽状件11通过第一间隔件22被固定到芯片10的第一面10A上，并且封闭区域12通过第二间隔件26被固定到芯片10的第二面10B上。芯片10包括通过沟槽14与芯片10的外围部分18分离的悬置区域13。弹性元件(也被称为弹簧15)支撑悬置区域13并且将其机械连接到外围部分18上。悬置区域13形成在底部由掩埋空腔16限定的薄膜19。在图1的压力传感器中，薄膜通过在掩埋空腔16上方的脱氧环境中外延生长来获得。因此，一定量的气体(通常为氢气)保留在掩埋空腔16内。随着温度变化，残余气体膨胀或收缩并可能对薄膜产生假压力。这可能导致读取错误，产生偏移。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种克服现有技术缺点的MEMS装置。根据实施例，提供了一种微机电压力传感器装置(100)，包括：第一区域(102；103)；具有第一面(101A；101B)和第二面(101B；101A)的半导体材料的第二区域(101；500)；第一区域(102；103)面向并被固定至第二区域(101；500)的第一面(101A；101B)；在第二区域(101；500)的第一面(101A；101B)和第一区域(102；103)之间延伸的第一气隙(107；108)；在第二区域(101；500)中延伸的掩埋空腔(109)；在第二区域(101；500)内位于掩埋空腔(109)与第二区域(101；500)的第一面(101A；101B)或者第二面(101B；101A)之间的薄膜(111)；在第二区域(101；500)内延伸并且横向限定出容纳薄膜的灵敏部分(121)、支撑部分(120)和弹簧部分(122)的贯通沟槽(110)，弹簧部分将灵敏部分(121)连接至支撑部分(120)；以及在弹簧部分(122)内延伸并将掩埋空腔(109)连接至第二区域(101；500)的第一面(101A；101B)的通道(123)；在掩埋空腔和第一气隙之间的一部分被流体地连接至装置的外部，在掩埋空腔和第一气隙之间的另一部分与外部隔离。在一个实施例中，包括在第二区域(101；500)的第一面(101A；101B)和第一区域(102；103)之间延伸的密封区域(106B；306B)，密封区域将通道(123)与第一气隙(107；108)隔离。在一个实施例中，通道(123)距第二区域(101；500)的第一面(101A；101B)一定距离而延伸，并且开口(124；324)在第二区域(101；500)内在第一面(101A；101B)和通道(123)之间延伸，密封区域(106B；306B)具有围绕腔室(126；326)的闭合形状，腔室(126；326)在第一区域和第二区域(102；103，101)之间延伸并且被连接至开口(124；324)。在一个实施例中，第一区域(102；103)具有外表面(102A；103A)和内表面(102B；103B)，内表面(102B；103B)面向第二区域(101；500)，并且其中至少一个通孔(125；325)在腔室(126；326)外部的第一区域(102；103)的内表面(102B；103B)和外表面(102A；103A)之间延伸并且连接第一气隙(107；108)与第一区域(102；103)的外表面(102A；103A)。在一个实施例中，还包括面向第二区域(101)的第二面(101A；101B)的第三区域(102；103)以及在第二区域(101)的第二面(101A；101B)和第三区域(102；103)之间延伸的第二气隙(107；108)，其中第三区域(102；103)具有外表面和内表面，内表面面向第二区域(101)，并且其中至少一个通孔(125；325)在第三区域(102；103)的内表面和外表面之间延伸，并且终止于第二气隙(107；108)，连接第二气隙(107；108)与第二区域(102；103)的外表面。在一个实施例中，第一区域(102；103)具有外表面(102A；103A)和内表面(102B和103B)，内表面面向第二区域(101)，并且其中通孔(225；425)在密封区域(106B)内在第一区域(102；103)的外表面(102A；103A)和内表面(102B和103B)之间延伸，第一气隙(107；108)通过密封区域(106B；306B)与通孔(225；425)隔离。在一个实施例中，第一区域(102；103)和第二区域(101；500)通过包括密封区域(106B；306B)并限定第一气隙(107；108)的接合结构(104；105)被接合到一起。在一个实施例中，还包括面向第二区域(101)的第二面(101A；101B)的第三区域(102；103)以及在第二区域(101)的第二面(101A；101B)和第三区域(102；103)之间延伸的第二气隙(107；108)，其中第三区域(102；103)和第二区域(101)通过限定第二气隙(107；108)的接合层(104；105)被接合到一起。在一个实施例中，还包括具有半导体材料并且与第二区域(101)一体的第三区域(102；103)以及在第二区域(101)和第三区域(102；103)之间延伸的第二气隙(107；108)。在一个实施例中，包括形成在第一区域(102；103)上的吸气剂区域(128；228)，吸气剂区域(128；228)面向在掩埋空腔和与外界隔离的第一气隙之间的一部分。根据本技术，如所附权利要求所限定的MEMS装置和相应的制造方法被提供。附图说明为了更好地理解本技术，现在仅通过非限制性示例的方式参考附图描述其优选实施例，其中：图1是已知的MEMS压力传感器的截面图；图2是该压力传感器的实施例的具有重影(ghost)部分的俯视图；图3是沿剖面III-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电压力传感器装置，其特征在于，包括：第一区域；具有第一面和第二面的半导体材料的第二区域；所述第一区域面向并被固定至所述第二区域的第一面；在所述第二区域的第一面和所述第一区域之间延伸的第一气隙；在所述第二区域中延伸的掩埋空腔；在所述第二区域内位于所述掩埋空腔与所述第二区域的第一面或者第二面之间的薄膜；在第二区域内延伸并且横向限定出容纳所述薄膜的灵敏部分、支撑部分和弹簧部分的贯通沟槽，所述弹簧部分将所述灵敏部分连接至所述支撑部分；以及在所述弹簧部分内延伸并将所述掩埋空腔连接至所述第二区域的第一面的通道；在所述掩埋空腔和所述第一气隙之间的一部分被流体地连接至所述装置的外部，在所述掩埋空腔和所述第一气隙之间的另一部分与外部隔离。

【技术特征摘要】
2016.02.25 IT 1020160000197821.一种微机电压力传感器装置，其特征在于，包括：第一区域；具有第一面和第二面的半导体材料的第二区域；所述第一区域面向并被固定至所述第二区域的第一面；在所述第二区域的第一面和所述第一区域之间延伸的第一气隙；在所述第二区域中延伸的掩埋空腔；在所述第二区域内位于所述掩埋空腔与所述第二区域的第一面或者第二面之间的薄膜；在第二区域内延伸并且横向限定出容纳所述薄膜的灵敏部分、支撑部分和弹簧部分的贯通沟槽，所述弹簧部分将所述灵敏部分连接至所述支撑部分；以及在所述弹簧部分内延伸并将所述掩埋空腔连接至所述第二区域的第一面的通道；在所述掩埋空腔和所述第一气隙之间的一部分被流体地连接至所述装置的外部，在所述掩埋空腔和所述第一气隙之间的另一部分与外部隔离。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括在所述第二区域的第一面和所述第一区域之间延伸的密封区域，所述密封区域将所述通道与所述第一气隙隔离。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述通道距所述第二区域的第一面一定距离而延伸，并且开口在所述第二区域内在第一面和所述通道之间延伸，所述密封区域具有围绕腔室的闭合形状，所述腔室在所述第一区域和所述第二区域之间延伸并且被连接至所述开口。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一区域具有外表面和内表面，所述内表面面向所述第二区域，并且其中至少一个通孔在所述腔室外部的所述第一区域的内表面和外...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·杜奇，S·康蒂，L·巴尔多，F·F·维拉，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：意大利,IT