可应用于高压力检测的压力传感器制造技术

本申请提供一种可应用于高压力检测的压力传感器，包括：第一基片，其底表面向上凹设有凹槽，所述第一基片包括位于中心的岛结构和位于四周的固支结构，所述凹槽位于所述岛结构和所述固支结构之间，且所述凹槽的顶部与所述第一基片的顶表面之间具有第一距离；压阻，嵌设于所述第一基片的顶表面，且位于所述凹槽的上方；应变转移层，设于所述第一基片的上方；第二基片，封盖于所述应变转移层上；第三基片，封盖于所述第一基片的底表面。本申请所述可应用于高压力检测的压力传感器，灵敏度较高。灵敏度较高。灵敏度较高。

【技术实现步骤摘要】
可应用于高压力检测的压力传感器


[0001]本申请涉及微机电系统
，具体涉及一种可应用于高压力检测的压力传感器。

技术介绍

[0002]近年来，在工业控制、汽车等领域，对高压测量的压力传感器需求量越来越多。比较常见的是采用金属膜片的薄膜应变片，其原理是通过几何尺寸的变化产生电阻变化，从而产生灵敏度输出。但是，其最大的缺点是灵敏度低和体积大。随着系统集成的发展，对高灵敏度、小型化的提出了需求，基于半导体技术的压力传感器是比较好的选择。
[0003]应用比较广泛的是压阻式压力传感器，其结构通常为悬挂在腔体上的敏感膜。对于高压力传感器而言，不太合适，因为高压力传感器的量程较大，差不多有1mpa左右甚至更高的量程，相应的敏感膜的厚度越厚，其具有的形变量比较小，容易进入非线性区，而且灵敏度较低。因为灵敏度与裸硅厚度有关，通常裸硅的厚度大于100um。而裸硅膜厚度越薄，灵敏度才能越高，但是裸硅太薄的话，工艺过程中的硅片转移受限。因此对于特定的结构，其灵敏度提高是受限的。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种灵敏度较高的可应用于高压力检测的压力传感器。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种可应用于高压力检测的压力传感器，包括：
[0006]第一基片，包括位于中心区域的岛结构和位于四周的固支结构，所述岛结构和所述固支结构之间设有凹槽，且所述凹槽的顶部与所述第一基片的顶表面之间具有第一距离；
[0007]应变转移层，设于所述第一基片的上方；
[0008]第二基片，设于所述应变转移层上方。
[0009]进一步，所述第一基片的顶表面设有压阻，且位于所述凹槽在所述第一基片的顶表面的投影内。
[0010]进一步，所述应变转换层包括中心部位和外围部位，所述中心部位与所述外围部位之间具有夹槽，所述夹槽位置与所述凹槽位置对应，且所述夹槽在所述第一基片的顶表面的投影的宽度小于等于所述凹槽在所述第一基片的顶表面的投影的宽度。
[0011]进一步，所述第一基片的下方设有第三基片。
[0012]进一步，所述第二基片在所述第一基片的顶表面的投影与所述应变转换层在所述第一基片的顶表面的投影大小相当，小于所述第三基片在所述第一基片的顶表面的投影大小。
[0013]进一步，所述第一基片上设有焊盘，所述焊盘位于所述第二基片在所述第一基片的顶表面的投影外。
[0014]进一步，所述第一基片设有连线，所述连线电连接所述压阻和所述焊盘。
[0015]进一步，所述压阻的数量为四个，分别分布于所述第一基片的岛结构的四周，且构成惠斯通电桥。
[0016]进一步，所述压阻的数量为四个，两两一组分别分布于所述第一基片的岛结构的相对两侧，且构成惠斯通电桥。
[0017]进一步，所述凹槽和/或所述夹槽的形状为方形或圆形或圆弧形。
[0018]进一步，所述应变转移层具有与所述第一基片接近的热膨胀系数。
[0019]进一步，所述第一基片的厚度大于所述第二基片的厚度大于所述应变转移层的厚度。
[0020]进一步，所述第一基片的厚度为500
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600um，所述第二基片的厚度为230
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350um，所述应变转移层的厚度为40
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50um，所述凹槽的顶部与所述第一基片的顶表面之间的第一距离为40
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100um。
[0021]进一步，所述第一基片为单晶硅，所述第二基片为单晶硅、玻璃或者金属，所述应变转移层为多晶硅、氧化硅、氮化硅或者氧化铝。
[0022]本申请所述可应用于高压力检测的压力传感器，所述压阻位置的下方，所述第一基片凹设有凹槽，使得所述第一基片包括有岛结构和固支结构两部分，由于岛结构的存在，岛结构的刚度强于压阻下方凹槽位置的第一基片的刚度，因此压阻下方、凹槽上方位置的第一基片受到的应力会增加，从而增加了本申请可应用于高压力检测的压力传感器的灵敏度。并且可应用于高压力检测的压力传感器的整体强度也得到了保证，因为所述第一基片的固支结构和岛结构相对于凹槽位置具有较厚的厚度，从而满足同时兼顾高压力和较高灵敏的测试。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本申请第一实施方式提供的一种可应用于高压力检测的压力传感器的俯视部分结构示意图；
[0025]图2是本申请第一实施方式提供的一种可应用于高压力检测的压力传感器的侧视部分结构剖示图；
[0026]图3是本申请第二实施方式提供的一种可应用于高压力检测的压力传感器的侧视部分结构剖示图；
[0027]图4是本申请第三实施方式提供的一种可应用于高压力检测的压力传感器的俯视部分结构示意图。
具体实施方式
[0028]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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施
例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”通常是指装置实际使用或工作状态下的上、下、左和右，具体为附图中的图面方向。
[0029]本申请提供一种可应用于高压力检测的压力传感器，以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0030]请参阅图1
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2所示，本申请第一实施方式所提供一种可应用于高压力检测的压力传感器，包括：
[0031]第一基片10，包括位于中心区域的岛结构8和位于四周的固支结构9，所述岛结构8和所述固支结构9之间设有凹槽11，且所述凹槽11的顶部与所述第一基片10的顶表面之间具有第一距离；所述第一基片10的材质典型为单晶硅，也可以是SOI；所述凹槽11可通过氢氧化钾溶液腐蚀而成，也可以是干法刻蚀而成；
[0032]应变转移层40，设于所述第一基片10的上方；所述应变转移层40一般为刚性材料制成，例如多晶硅，氧化硅SiO2、氮化硅Si3N4或者氧化铝等其他材料，并且具有与所述第一基片10接近的热膨胀系数，可以通过沉积生长，外延或其他技术形成；
[0033]第二基片20，设于所述应变转移层40上方。
[0034]进一步，所述第一基片10的顶表面设有压阻2，且位于所述凹槽11在所述第一基片10的顶表面的投影内；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可应用于高压力检测的压力传感器，其特征在于，包括：第一基片，包括位于中心区域的岛结构和位于四周的固支结构，所述岛结构和所述固支结构之间设有凹槽，且所述凹槽的顶部与所述第一基片的顶表面之间具有第一距离；应变转移层，设于所述第一基片的上方；第二基片，设于所述应变转移层上方。2.根据权利要求1所述的可应用于高压力检测的压力传感器，其特征在于，所述第一基片的顶表面设有压阻，且位于所述凹槽在所述第一基片的顶表面的投影内。3.根据权利要求2所述的可应用于高压力检测的压力传感器，其特征在于，所述应变转移层包括中心部位和外围部位，所述中心部位与所述外围部位之间具有夹槽，所述夹槽位置与所述凹槽位置对应，且所述夹槽在所述第一基片的顶表面的投影的宽度小于等于所述凹槽在所述第一基片的顶表面的投影的宽度。4.根据权利要求2所述的可应用于高压力检测的压力传感器，其特征在于，所述第一基片的下方设有第三基片。5.根据权利要求4所述的可应用于高压力检测的压力传感器，其特征在于，所述第二基片在所述第一基片的顶表面的投影与所述应变转移层在所述第一基片的顶表面的投影大小相当，小于所述第三基片在所述第一基片的顶表面的投影大小。6.根据权利要求5所述的可应用于高压力检测的压力传感器，其特征在于，所述第一基片上设有焊盘，所述焊盘位于所述第二基片在所述第一基片的顶表面的投影外。7.根据权利要求6所述的可应用于高压力检测的压力传感器，其特征在于，所述第一基片设有连线，所述连线电连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琪，吕萍，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：