[發明專利]一種封裝結構的壓力傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201510493452.2
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN105181231A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 曾鴻江;胡國俊;盛文軍;劉瑩
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G01L19/06
• 分類號: G01L19/06;G01L9/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種封裝結構的壓力傳感器，其特征在于，包括反面鍵合玻璃、硅片、正面鍵合玻璃、淡硼摻雜區、濃硼摻雜區、絕緣層、金屬引線、中間層；所述硅片的正面通過摻雜制得淡硼摻雜區和濃硼摻雜區，所述硅片的背面通過刻蝕設有凹槽，所述凹槽的底部和淡硼摻雜區之間形成硅壓力膜，所述絕緣層敷設在硅片的正面，所述金屬引線設置在絕緣層的頂部，所述金屬引線分別連接淡硼摻雜區和濃硼摻雜區，所述淡硼摻雜區形成四個壓阻條，所述壓阻條和金屬引線構成惠斯通全橋結構，所述硅片的正面通過中間層與正面鍵合玻璃相鍵合；所述反面鍵合玻璃和硅片的背面鍵合，所述反面鍵合玻璃上正對硅壓力膜的一面開設導氣孔；所述正面鍵合玻璃上正對硅壓力膜的部分開設空腔。

2.一種如權利要求1所述的封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)準備襯底單晶硅片；

(2)在單晶硅片的正面進行淡硼摻雜、濃硼摻雜，形成壓阻條結構和濃硼摻雜區；

(3)在硅片的正面和反面都沉積絕緣層，并且在硅片的正面刻蝕出壓阻條、濃硼摻雜區的電學接觸孔；

(4)在硅片正面的絕緣層上沉積金屬薄膜，通過圖形化和刻蝕工藝將金屬薄膜圖形化，制得金屬引線；

(5)在硅片正面的絕緣層上進行圖形化，并沉積中間層薄膜，再圖形化得到鍵合用的中間層；

(6)在硅片的反面利用圖形化刻蝕將絕緣層圖形化，并以此為掩膜，對硅片進行濕法腐蝕形成凹槽結構從而得到硅壓力膜；

(7)將帶有空腔的正面鍵合玻璃鍵合在硅片正面；

(8)將帶有導氣孔的反面鍵合玻璃鍵合在硅片反面，制得壓力傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述金屬引線材料選自Al、Au、Cu、Ni、Ag、Pt或者合金膜中的任一種。

4.根據權利要求1所述的一種封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述絕緣層選自二氧化硅膜、氮化硅膜、二氧化硅、氮化硅復合膜、有機薄膜中的任一種，厚度范圍為1nm～100μm。

5.根據權利要求1所述的一種封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述圖形化工藝選自光刻工藝、聚焦離子束刻蝕、激光掃描刻蝕工藝中的任一種；所述摻雜工藝選自離子注入摻雜、涂源擴散摻雜中的任一種。

6.根據權利要求1所述的一種封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，沉積工藝選自氧化、低壓化學氣相沉積、等離子增強化學氣相沉積、溶膠凝膠工藝、有機材料涂覆固化工藝中的任一種；沉積厚度范圍為1nm～100μm。

7.根據權利要求1所述的一種封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，金屬薄膜沉積工藝選自濺射沉積、電子束蒸發沉積、加熱蒸發沉積、電鍍沉積、化學鍍沉積、化學反應中的任一種，沉積厚度范圍為1nm～100μm。

8.根據權利要求1所述的一種封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述刻蝕工藝選自干法離子刻蝕、XeF氣體腐蝕、濕法各向異性腐蝕、濕法各向同性腐蝕、聚焦離子束刻蝕、激光刻蝕中的任一種。

9.根據權利要求1所述的一種封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，中間層薄膜選自二氧化硅膜、氮化硅膜、二氧化硅、氮化硅復合膜、不定型硅薄膜、多晶硅薄膜、有機薄膜或玻璃漿料薄膜中的任一種。

10.根據權利要求1所述的一種封裝結構的壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，濕法腐蝕工藝選自四甲基氫氧化銨腐蝕、KOH腐蝕、有機液腐蝕中的任一種。