一种高压硅MEMS压力传感器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高压硅MEMS压力传感器及制备方法，属于敏感元件与传感器领域。所述高压硅MEMS压力传感器采用MEMS硅芯片作为敏感元件，具备的高精度、高线性度、低成本，以及适于实现大批量的生产的优点；采用不锈钢作为应变片，在高压范围内具有良好的线弹性性能，可以近乎无损的将外界压力传递至其上方的MEMS硅芯片处，从而实现在高压环境下的应用；玻璃材料用于MEMS硅芯片和不锈钢应变片的粘接，保证可使用的温度范围扩大；此外，引线键合的位置在非感压区域，避免了引线受到压力载荷冲击的可能性，本发明专利技术可以大幅度提升高压传感器的可靠性，同时降低了制备成本，可广泛应用于高压传感的场景。于高压传感的场景。于高压传感的场景。

【技术实现步骤摘要】
一种高压硅MEMS压力传感器及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高压硅MEMS压力传感器及制备方法，属于敏感元件与传感器领域。

技术介绍

[0002]压力传感器是一种常用的敏感器件，它可以将外界输入的压力载荷信号转换为电信号进行输出。
[0003]其中，基于微机电系统(Microelectro Mechanical Systems，MEMS)的硅MEMS压力传感器部分兼容硅集成电路制备工艺，具有成本低、尺寸小、良率高、精度高、线性度好、可靠性高、适用于大批量生产等优点，从而被广泛应用于航空、航天、汽车、工业、物联网等行业。
[0004]然而，在一些高压(5MPa以上)应用场景，例如，新能源车二氧化碳热泵，需要量程约14MPa的压力传感器；氢能源汽车产业链上的多级压力容器，最高压力量程可达60MPa。
[0005]常规硅MEMS压力传感器在这些高压应用场景下，受限于其自身的硅杯结构，会面临可靠性下降，良率降低，精度下降，成本提高等问题。
[0006]例如，专利技术专利CN202011597567.3提出了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压硅MEMS压力传感器，其特征在于，所述高压硅MEMS压力传感器包括：高压硅MEMS芯片、不锈钢应变片、引线、输入端子和输出端子；所述高压硅MEMS芯片贴装在所述不锈钢应变片表面，所述输入端子和输出端子通过引线与所述高压硅MEMS芯片上的金属垫连接；所述高压硅MEMS芯片的制备方法包括：步骤1：以晶圆为基体，在晶圆正面制备压敏电阻层，所述压敏电阻层用于感知外界压力载荷，并将外界压力信号转化为电信号；步骤2：在所述压敏电阻层上表面制作介质层，用于保护所述压敏电阻层不受后续工艺步骤，以及外界环境的影响；步骤3：在介质层上刻蚀引线孔，所述引线孔贯穿所述介质层，底端露出所述压敏电阻层；步骤4：在所述在介质层上方制备金属层，所述金属层材料填充所述引线孔，实现所述金属层与所述压敏电阻层的电气连接；步骤5：对晶圆正面进行干法刻蚀，从上到下依次刻蚀所述金属层、介质层、压敏电阻层和晶圆基体，在正面形成芯片的框架结构；步骤6：通过机械研磨或化学机械研磨，将晶圆背面减薄；步骤7：在晶圆正面填充保护介质，以保护所述金属层、介质层、压敏电阻层结构，以及步骤5形成的芯片框架结构；步骤8：将晶圆浸泡在各向同性刻蚀液中，进一步刻蚀晶圆背面直至步骤5所述的框架结构下方的硅基体被完全刻蚀；步骤9：去除晶圆正面的保护介质，由于步骤5形成的芯片框架结构下方的硅基体在步骤8被完全刻蚀，当芯片在去除保护介质后，会自动分离，从而得到最终的高压硅MEMS芯片成品。2.一种高压硅MEMS压力传感器的制备方法，其特征在于，所述高压硅MEMS压力传感器的制备方法包括：步骤一：以晶圆为基体，在晶圆正面制备压敏电阻层，所述压敏电阻层用于感知外界压力载荷，并将外界压力信号转化为电信号；步骤二：在所述压敏电阻层上表面制作介质层，用于保护所述压敏电阻层不受后续工艺步骤，以及外界环境的影响；步骤三：在介质层上刻蚀引线孔，所述引线孔贯穿所述介质层，底端露出所述压敏电阻层；步骤四：在所述在介质层上方制备金属层，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕勤，刘晓宇，
申请(专利权)人：无锡胜脉电子有限公司，
类型：发明
国别省市：