一种单片集成压力传感器、制备及封装方法技术

本发明专利技术的目的是提出一种单片集成压力传感器、制备及封装方法，首先在SOI硅片上制备信号调理电路、压敏电阻、金属引线、第一压焊块以及第一密封环；然后在一块玻璃基片上进行刻蚀腔体、通孔以及导电金属填充，制备第二压焊块、金属触点以及第二密封环；最后通过第一密封环与第二密封环对准键和方式，将加工好的SOI硅片键合在已填充金属的玻璃基片上，其中在SOI硅片上的第一压焊块与玻璃基片上的第二压焊块通过玻璃通孔及金属触点与外部电路实现电连接，进而构成了单片集成压力传感器，同时实现了该压力传感器的三维封装。本发明专利技术不仅降低封装难度、增强电学通讯可靠性、优化传感器的传感性能，还具有更高的集成度、降低体积和制造成本。造成本。造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种单片集成压力传感器、制备及封装方法


[0001]本专利技术属于互补金属氧化物半导体
‑
微电子机械系统(CMOS
‑
MEMS)技术与半导体集成封装的
，尤其涉及一种单片集成压力传感器、制备及封装方法。

技术介绍

[0002]MEMS是Micro.Electro.Mechanical Systems的缩写，即微电子机械系统。它在微电子制造技术基础上发展起来，融合了多种微细加工技术，能够实现多种信息量(热、力、光、电、磁等)的获取、处理、控制以及执行。在现代微传感应用中，CMOS
‑
MEMS集成传感在军用和民用传感器中具有重要的应用和研究价值。它极大地减小了在芯片中的实际尺寸，并可根据需求动态地选择和进行信号调理和优化。MEMS压力传感器是人机互动、信息化的硬件基础之一。因此，开展MEMS压力传感器的研究，特别是在其性能、体积、成本等优化，对工程应用而言至关重要。
[0003]对于MEMS压力传感器芯片而言，主要包括三部分组成：即衬底层、传感器结构层和封盖层。将三层结构直接叠加后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单片集成压力传感器，其特征在于，包括SOI硅片和玻璃基片(12)，二者通过三维堆叠键合方式组合；所述SOI硅片包括顶层硅(1)、埋氧层(2)和体硅层(3)，顶层硅(1)与埋氧层(2)共同组成硅应变膜；所述硅应变膜上设有信号调理电路(4)、压敏电阻(5)、重掺杂接触区(6)、介质层(7)、金属引线(8)、钝化层(9)、第一压焊块(10)、第一密封环(11)；所述信号调理电路(4)位于硅应变膜的正面中心，用于对压力传感器进行信号调理以及信号放大；所述压敏电阻(5)共有四个，分布在硅应变膜的四个端部中央；所述重掺杂接触区(6)与金属引线(8)在硅应变膜的正面形成欧姆接触；所述介质层(7)在压敏电阻(5)上层，金属引线(8)通过介质层(7)的欧姆接触孔与重掺杂区域(6)接触；所述钝化层(9)覆盖于金属引线(8)上方；所述第一压焊块(10)通过钝化层(9)中的电学引出孔与金属引线(8)接触；所述第一密封环(11)位于硅应变膜的最外圈，第二密封环(16)位于玻璃基片(12)的最外圈；所述玻璃基片(12)上存在有空腔(13)、玻璃通孔(14)、第二压焊块(15)、第二密封环(16)、金属触点(17)；所述第二压焊块(15)位于玻璃通孔(14)上方；所述空腔(13)位于玻璃基片(12)与硅应变膜之间，通过两者间第一密封环(11)与第二密封环(16)以及第一压焊块(10)与第二压焊块(15)的接触而密封；硅应变膜上的第一压焊块(10)与玻璃基片(12)上的第二压焊块(15)紧密接触并通过玻璃通孔(14)及金属触点(17)实现与外部的电连接。2.根据权利要求1所述的单片集成压力传感器，其特征在于，所述四个压敏电阻(5)相邻两个相互垂直，相对两个相互平行，形成惠斯通电桥。3.根据权利要求2所述的单片集成压力传感器，其特征在于，所述玻璃通孔(14)由与金属引线(8)同样的金属材料所填充。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种单片集成压力传感器的制备及封装方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，郝小艺，黄晓东，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：