压力传感器芯片及其加工方法技术

本申请涉及一种压力传感器芯片及其加工方法，其中，加工方法包括：采用SOI硅片制作压力传感器的器件层；采用普通硅片制作器件支撑层，对所述器件支撑层采用TSV工艺，并在器件支撑层的上表面制作器件支撑层金属引线；将器件层以及器件支撑层键合，以使器件层中压力传感器的金属引线与器件支撑层金属引线键合；将器件支撑层金属引线引导至器件支撑层的下表面。整个加工过程，采用金属线键合和TSV工艺，无需充油封装，可以实现简便加工、制造压力传感器芯片。芯片。芯片。

【技术实现步骤摘要】
压力传感器芯片及其加工方法


[0001]本申请涉及芯片加工
，特别是涉及一种压力传感器芯片及其加工方法。

技术介绍

[0002]压力传感器是一种将压力信号转换为电信号的传感器，其在各行、各业中得到广泛应用。
[0003]MEMS(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，微机电系统)压力传感器是一种新型的压力传感器，其适用于高冲击、高过载、导电、腐蚀、辐射等恶劣环境，其在航天航空、军事、工业等领域有广泛应用。
[0004]传统的引线键合(金线键合)封装的MEMS压力传感器芯片中，为避免金线受腐蚀通常采用充油技术进行保护，但当环境温度变化较剧烈时由于硅油膨胀会给压力传感器测量带来较大误差，并存在体积大、抗过载能力低、后期封装复杂等问题。因此，目前急需一种全新的压力传感器芯片的加工方案，以避免封装复杂的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种生产简便的压力传感器芯片加工方法以及采用该方法加工得到的压力传感器芯片。
[0006]一种压力传感器芯片加工方法，所述方法包括：
[0007]采用SOI(Silicon
‑
On
‑
Insulator，绝缘体上硅)硅片制作压力传感器的器件层，采用普通硅片制作器件支撑层；
[0008]对所述器件支撑层采用TSV(Through
‑
Silicon
‑
Via，硅通孔技术)工艺，并在器件支撑层的上表面制作器件支撑层金属引线；
[0009]将所述器件层以及所述器件支撑层键合，以使所述器件层中压力传感器的金属引线与所述器件支撑层金属引线键合；
[0010]将所述器件支撑层金属引线引导至所述器件支撑层的下表面，所述下表面为远离所述器件层一侧的表面。
[0011]在其中一个实施例中，所述采用SOI硅片制作压力传感器的器件层包括：
[0012]制作包括衬底、埋氧层以及单晶硅层的SOI硅片；
[0013]在所述单晶硅层分别制作压敏电阻以及欧姆接触的引线；
[0014]在所述单晶硅层制作压力传感器的金属引线；
[0015]将所述压力传感器的金属引线与所述欧姆接触的引线相连接。
[0016]在其中一个实施例中，所述在所述单晶硅层分别制作压敏电阻以及欧姆接触的引线之后，还包括：
[0017]沉积所述埋氧层形成绝缘层；
[0018]所述将所述压力传感器的金属引线与所述欧姆接触的引线相连接之后，还包括：
[0019]将单晶硅层上表面再次沉积氧化层；
[0020]平坦化所述单晶硅层上表面，所述单晶硅层上表面为远离所述埋氧层一侧的表面。
[0021]在其中一个实施例中，上述压力传感器芯片加工方法还包括：
[0022]在所述单晶硅层制作温度传感器。
[0023]在其中一个实施例中，所述在所述器件支撑层的上表面制作器件支撑层金属引线之前，还包括：
[0024]在所述器件支撑层采用DRIE刻蚀以形成导通的垂直金属互联孔。
[0025]在其中一个实施例中，所述将所述器件支撑层金属引线引导至所述器件支撑层的下表面包括：
[0026]在导通的所述垂直金属互联孔内填充钝化层和金属导电材料，以使所述器件支撑层金属引线通过所述金属导电材料引导至所述器件支撑层的下表面。
[0027]在其中一个实施例中，所述在导通的所述垂直金属互联孔内填充钝化层和金属导电材料，以使所述器件支撑层金属引线通过所述金属导电材料引导至所述器件支撑层的下表面之后，还包括：
[0028]将键合后的所述SOI硅片中衬底一侧进行机械研磨，将键合后的所述SOI硅片减薄至预设厚度；
[0029]刻蚀所述SOI硅片中绝缘层和衬底形成凹槽或十字沟槽，以使单晶硅层暴露。
[0030]在其中一个实施例中，所述在导通的所述垂直金属互联孔内填充钝化层和金属导电材料，以使所述器件支撑层金属引线通过所述金属导电材料引导至所述器件支撑层的下表面之后，还包括：
[0031]将键合后的所述SOI硅片中衬底一侧进行机械研磨，将键合后的所述SOI硅片减薄至预设厚度；
[0032]刻蚀去除所述SOI硅片中的衬底以及埋氧层。
[0033]在其中一个实施例中，所述垂直金属互联孔中上端的口径小于下端的口径，所述上端为处于所述器件支撑层上表面的一端。
[0034]在其中一个实施例中，所述将所述器件层以及所述器件支撑层键合包括：
[0035]采用硅硅键合工艺、或金属键合工艺将所述器件层以及所述器件支撑层键合。
[0036]上述压力传感器芯片加工方法，采用SOI硅片制作压力传感器的器件层；采用普通硅片制作器件支撑层，对所述器件支撑层采用TSV工艺，并在器件支撑层的上表面制作器件支撑层金属引线；将器件层以及器件支撑层键合，以使器件层中压力传感器的金属引线与器件支撑层金属引线键合；将器件支撑层金属引线引导至器件支撑层的下表面。整个加工过程，采用金属键合和TSV工艺，无需充油封装，可以实现简便加工、制造压力传感器芯片。
[0037]本申请还提供一种压力传感器芯片，所述压力传感器芯片采用上述的压力传感器芯片加工方法加工得到。
[0038]上述压力传感器芯片采用上述压力传感器芯片加工方法加工得到，由于其生产过程简便，可以得到大规模广泛应用。
附图说明
[0039]图1为一个实施例中压力传感器芯片加工方法的流程示意图；
[0040]图2为一个实施例中SOI硅片的结构示意图；
[0041]图3为一个实施例中器件层的结构示意图；
[0042]图4为一个实施例中器件支撑层的结构示意图；
[0043]图5为一个实施例中器件支撑层的刻蚀后的结构示意图；
[0044]图6为又一个实施例中器件层的结构示意图；
[0045]图7为一个实施例中器件层和器件支撑层键合后的结构示意图；
[0046]图8为一个实施例中压力传感器芯片的结构示意图；
[0047]图9为另一个实施例中压力传感器芯片的结构示意图；
[0048]图10为还一个实施例中压力传感器芯片的结构示意图。
具体实施方式
[0049]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0050]如图1所示，本申请提供一种压力传感器芯片加工方法，方法包括：
[0051]S200：采用SOI硅片制作压力传感器的器件层，采用普通硅片制作器件支撑层。
[0052]器件层具体可以包括单晶硅层、敏感元件(压敏电阻)、导线以及金属引线等。
[0053]具体来说，如图2所示，SOI硅片包括衬底、埋氧层以及单晶硅层。其中单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器芯片加工方法，其特征在于，所述方法包括：采用SOI硅片制作压力传感器的器件层，采用普通硅片制作器件支撑层；对所述器件支撑层采用TSV工艺，并在器件支撑层的上表面制作器件支撑层金属引线；将所述器件层以及所述器件支撑层键合，以使所述器件层中压力传感器的金属引线与所述器件支撑层金属引线键合；将所述器件支撑层金属引线引导至所述器件支撑层的下表面，所述下表面为远离所述器件层一侧的表面。2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述采用SOI硅片制作压力传感器的器件层包括：制作包括衬底、埋氧层以及单晶硅层的SOI硅片；在所述单晶硅层分别制作压敏电阻以及欧姆接触的引线；在所述单晶硅层制作压力传感器的金属引线；将所述压力传感器的金属引线与所述欧姆接触的引线相连接。3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述在所述单晶硅层分别制作压敏电阻以及欧姆接触的引线之后，还包括：沉积所述埋氧层形成绝缘层；所述将所述压力传感器的金属引线与所述欧姆接触的引线相连接之后，还包括：将单晶硅层上表面再次沉积氧化层；平坦化所述单晶硅层上表面，所述单晶硅层上表面为远离所述埋氧层一侧的表面。4.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，还包括：在所述单晶硅层制作温度传感器。5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述对所述器件支撑层采用TSV工艺包括：在所述器件支撑层采用DRIE刻蚀以形成导通的垂直金属互联孔。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正，杨力建，倪梁，卢惠棉，
申请(专利权)人：深圳市汇投智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：