[發明專利]一種壓力與水聲集成傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010569153.3
• 申請日: 2020-06-20
• 公開（公告）號: CN111537054B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 史曉晶;柳俊文
• 申請（專利權）人: 南京元感微電子有限公司
• 主分類號: G01H3/00
• 分類號: G01H3/00;G01H11/06;G01L9/04
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

1.一種壓力與水聲集成傳感器，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底包括沿其厚度方向相對設置的第一表面和第二表面，所述第一表面上設置有第一背腔和第二背腔；

頂蓋，所述頂蓋設置在所述第二表面上，所述頂蓋上設置有貫穿其厚度的第一金屬化過孔和第二金屬化過孔，并且所述頂蓋朝向所述襯底的一側還設置有第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔分別對應所述第一背腔和所述第二背腔；

在所述襯底上采用同步構圖工藝形成的壓力傳感單元和水聲傳感單元，所述壓力傳感單元與所述第一背腔相對應并與所述第一金屬化過孔相連，所述水聲傳感單元與所述第二背腔相對應并與所述第二金屬化過孔相連；

所述壓力傳感單元包括形成在所述襯底上的感壓膜片、感壓電阻、第一引線以及第一金屬PAD，所述感壓膜片與所述第一背腔相對應，所述感壓電阻設置在所述感壓膜片背離所述第一背腔的一側，并通過所述第一引線和所述第一金屬PAD與所述第一金屬化過孔電連接；

所述水聲傳感單元包括形成在所述襯底上的水聲敏感梁、水聲電阻、第二引線以及第二金屬PAD，所述水聲敏感梁與所述第二背腔相對應，所述水聲電阻設置在所述水聲敏感梁背離所述第二背腔的一側，并通過所述第二引線和所述第二金屬PAD與所述第二金屬化過孔電連接；其中，

所述感壓膜片與所述水聲敏感梁采用同步構圖工藝制作形成，所述感壓電阻與所述水聲電阻采用同步構圖工藝制作形成。

2.根據權利要求1所述的壓力與水聲集成傳感器，其特征在于，所述第二背腔的深度大于所述第一背腔的深度，以使得所述水聲敏感梁的厚度小于所述感壓膜片的厚度。

3.根據權利要求1所述的壓力與水聲集成傳感器，其特征在于，所述水聲傳感單元還包括水聲接收件，所述水聲接收件設置在所述第二背腔中，所述水聲接收件與所述水聲敏感梁背離所述水聲電阻的一側相連。

4.根據權利要求3所述的壓力與水聲集成傳感器，其特征在于，所述水聲敏感梁采用水聲敏感十字梁，所述水聲接收件設置在所述水聲敏感十字梁的中心部位，所述水聲電阻設置在所述水聲敏感十字梁的邊緣部位。

5.根據權利要求1至4任一項所述的壓力與水聲集成傳感器，其特征在于，所述第一金屬化過孔背離所述襯底的一側設置有第一接觸凸起，所述第二金屬化過孔背離所述襯底的一側設置有第二接觸凸起。

6.一種壓力與水聲集成傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

分別提供襯底和頂蓋，所述襯底包括沿其厚度方向相對設置的第一表面和第二表面，所述頂蓋上設置有貫穿其厚度的第一過孔和第二過孔，并且所述頂蓋朝向所述襯底的一側還設置有第一空腔和第二空腔；

在所述襯底的第二表面采用同步構圖工藝形成感壓電阻、第一引線、第一金屬PAD、水聲電阻、第二引線以及第二金屬PAD；

在所述襯底的第一表面采用同步構圖工藝形成感壓膜片和水聲敏感梁；

對所述襯底的第二表面進行構圖工藝處理，以釋放所述水聲敏感梁；

將所述頂蓋設置有所述第一空腔和所述第二空腔的一側與所述襯底的第二表面進行陽極鍵合；

分別向所述第一過孔和所述第二過孔內填充導電材料，以形成第一金屬化過孔和第二金屬化過孔；其中，

所述感壓電阻設置在所述感壓膜片朝向所述第一空腔的一側，并通過所述第一引線和所述第一金屬PAD與所述第一金屬化過孔電連接，所述水聲電阻設置在所述水聲敏感梁朝向所述第二空腔的一側，并通過所述第二引線和所述第二金屬PAD與所述第二金屬化過孔電連接。