压力传感器制造技术

本申请提供了一种压力传感器，该压力传感器包括：衬底，衬底中设置有收容腔；压力传感器主体，设置在收容腔中；第一梁结构，设置在收容腔中，并连接压力传感器主体与衬底，使得压力传感器主体悬浮于收容腔中；阻挡层，设置在压力传感器主体远离衬底的一侧，阻挡层靠近衬底的表面上设置有第一凸起状结构。本申请实施例提供的压力传感器能够有效地提高压力传感器的可靠性和抗冲击性。的可靠性和抗冲击性。的可靠性和抗冲击性。

【技术实现步骤摘要】
压力传感器


[0001]本申请涉及传感器领域，具体涉及一种压力传感器。

技术介绍

[0002]微电子机械系统(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，MEMS)压力传感器主要包括压阻式、电容式和压电式三种，其中，利用半导体的压阻效应制成的压阻式压力传感器具有工艺简单、输出信号大、后续处理简单等优点，因而被广泛地应用在汽车、医疗以及可穿戴电子设备等领域。
[0003]针对一些特定应用，为了减小应力敏感性，会在压阻式压力传感器中设置梁结构，这些压阻式压力传感器在封装或组装等过程中，由衬底引入的应力会对压力传感器主体产生影响，使得器件性能发生漂移。尤其在应力过大时，会导致压力传感器中梁结构的断裂，从而导致器件失效。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种压力传感器，能够有效地提高压力传感器的可靠性和抗冲击性。
[0005]第一方面，本申请提供了一种压力传感器，包括：衬底，衬底中设置有收容腔；压力传感器主体，设置在收容腔中；第一梁结构，设置在收容腔中，并连接压力传感器主体与衬底，使得压力传感器主体悬浮于收容腔中；阻挡层，设置在压力传感器主体远离衬底的一侧，阻挡层靠近衬底的表面上设置有第一凸起状结构。
[0006]在某些实施例中，第一凸起状结构在阻挡层上的位置与压力传感器主体的位置对应。
[0007]在某些实施例中，阻挡层的中间位置上设置有至少一个通孔，第一凸起状结构在阻挡层上的位置与压力传感器主体的边缘位置对应。
[0008]在某些实施例中，至少一个通孔包括多个通孔，多个通孔呈矩阵排布。
[0009]在某些实施例中，阻挡层的边缘位置上设置有至少一个通孔，第一凸起状结构在阻挡层上的位置与压力传感器主体的中间位置对应。
[0010]在某些实施例中，阻挡层靠近衬底的表面上还设置有第二凸起状结构，第一凸起状结构和第二凸起状结构分别位于第一梁结构的两侧。
[0011]在某些实施例中，第一凸起状结构在阻挡层上沿着第一梁结构的延伸方向分布。
[0012]在某些实施例中，第一凸起状结构包括多个凸起点，多个凸起点在阻挡层上沿着第一梁结构的延伸方向分布。
[0013]在某些实施例中，压力传感器主体的底面与收容腔的底面之间的距离大于或等于4微米且小于或等于6微米。
[0014]在某些实施例中，压力传感器还包括第二梁结构，设置在收容腔中，并连接压力传感器主体与衬底，第一梁结构和第二梁结构对称分布在压力传感器主体与衬底之间。
[0015]在某些实施例中，阻挡层靠近衬底的表面上还设置有第三凸起状结构，第三凸起状结构在阻挡层上的位置与压力传感器主体的位置对应，第一凸起状结构与第一梁结构对应，第三凸起状结构与第二梁结构对应。
[0016]在某些实施例中，阻挡层靠近衬底的表面上还设置有第四凸起状结构，第三凸起状结构和第四凸起状结构分别位于第二梁结构的两侧。
[0017]在某些实施例中，压力传感器主体包括靠近阻挡层设置的压力传感器敏感膜，压力传感器主体的内部设置有空腔，空腔位于压力传感器敏感膜的下方。
[0018]第二方面，本申请提供了一种压力传感器的制造方法，包括：在衬底内设置收容腔、压力传感器主体以及第一梁结构，其中，压力传感器主体和第一梁结构位于收容腔中，第一梁结构连接压力传感器主体与衬底，使得压力传感器主体悬浮于收容腔中；在压力传感器主体远离衬底的一侧设置阻挡层，其中，阻挡层和压力传感器主体之间设置有第一凸起状结构。
[0019]在某些实施例中，在压力传感器主体远离衬底的一侧设置阻挡层之前，该制造方法还包括：在压力传感器主体远离衬底的一侧设置第一凸起状结构，第一凸起状结构位于压力传感器主体的边缘位置。
[0020]在某些实施例中，压力传感器的制造方法还包括：在基底上设置至少一个通孔并在基底的一侧设置第一凸起状结构，以形成阻挡层，其中，第一凸起状结构在阻挡层上的位置与压力传感器主体的位置对应。
[0021]在某些实施例中，在压力传感器主体远离衬底的一侧设置阻挡层包括：在基底上设置至少一个盲孔并在基底设置有至少一个盲孔的一侧设置第一凸起状结构；在压力传感器主体远离衬底的一侧设置基底；对基底进行减薄处理，其中，第一凸起状结构在阻挡层上的位置与压力传感器主体的位置对应。
[0022]在某些实施例中，压力传感器主体包括靠近阻挡层设置的压力传感器敏感膜，压力传感器主体的内部设置有空腔，空腔位于压力传感器敏感膜的下方。
[0023]本申请实施例提供了一种压力传感器及其制造方法，通过在阻挡层和压力传感器主体之间设置凸起状结构，可以限制梁结构在朝向阻挡层的方向上的位移，从而可以在压力传感器受到冲击作用力时，有效防止因梁结构在朝向阻挡层的方向上的位移过大而引起的梁结构的断裂，因此可以有效地提高压力传感器的可靠性和抗冲击性。
附图说明
[0024]图1所示为本申请一实施例提供的压力传感器的断面示意图。
[0025]图2所示为本申请一实施例提供的压力传感器的衬底部分的俯视图。
[0026]图3所示为本申请一实施例提供的压力传感器的阻挡层的仰视图。
[0027]图4所示为本申请另一实施例提供的压力传感器的断面示意图。
[0028]图5所示为本申请另一实施例提供的压力传感器的阻挡层的仰视图。
[0029]图6所示为本申请另一实施例提供的压力传感器的阻挡层的仰视图。
[0030]图7所示为本申请另一实施例提供的压力传感器的断面示意图。
[0031]图8所示为本申请一实施例提供的压力传感器的制造方法的流程示意图。
[0032]图9所示为本申请另一实施例提供的压力传感器的制造方法的流程示意图。
[0033]图10a至图10c所示为图4实施例提供的压力传感器的制造方法中各步骤对应的器件结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0035]压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象。在压力传感器的膜区制成由四个电阻组成的惠斯通电桥，在压力作用下，膜产生形变，导致组成惠斯通电桥的四个电阻的阻值产生改变，使得压力传感器输出和压力相对应的电信号。
[0036]压阻原理决定了感压薄膜对于封装以及外界环境变化所引入的应力是敏感的。例如，芯片在封装或组装过程中产生的应力，以及因不同材料之间的热膨胀系数不同而产生的应力，会通过衬底传递到感压薄膜，使得器件性能发生漂移。尤其在一些特定应用中，如高度计、无人机等，其对压力传感器的精度及温度敏感性要求很高，其必须要求在不同的高度、天气条件下精确测量高度和控制无人机的姿态。有的技术方案采用具有应力释放结构的压力传感器，以最大化减小应力对产品的影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：衬底，所述衬底中设置有收容腔；压力传感器主体，设置在所述收容腔中；第一梁结构，设置在所述收容腔中，并连接所述压力传感器主体与所述衬底，使得所述压力传感器主体悬浮于所述收容腔中；阻挡层，设置在所述压力传感器主体远离所述衬底的一侧，所述阻挡层靠近所述衬底的表面上设置有第一凸起状结构。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第一凸起状结构在所述阻挡层上的位置与所述压力传感器主体的位置对应。3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述阻挡层的中间位置上设置有至少一个通孔，所述第一凸起状结构在所述阻挡层上的位置与所述压力传感器主体的边缘位置对应。4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述至少一个通孔包括多个通孔，所述多个通孔呈矩阵排布。5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述阻挡层的边缘位置上设置有至少一个通孔，所述第一凸起状结构在所述阻挡层上的位置与所述压力传感器主体的中间位置对应。6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述阻挡层靠近所述衬底的表面上还设置有第二凸起状结构，所述第一凸起状结构和所述第二凸起状结构分别位于所述第一梁结构的两侧。7.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第一凸起状结构在所述阻挡层上沿着所述第一梁结构的延伸方向分...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕萍，胡维，李刚，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：