[发明专利]包括参考传感器元件的传感器

说明书

技术领域

本发明涉及传感器并特别涉及使用半导体处理技术由两个衬底形成 的传感器。本发明更特别涉及这样一种布置，其中两个衬底彼此相对布置， 以至于提供在一个衬底中的至少两个感应元件以及形成在第二衬底中在 感应元件的每个之上的盖，从而形成两个单元。第一和第二单元在它们的 响应特性方面彼此不同。

背景技术

传感器在所属领域是众所周知的。当形成在例如硅或锗的半导体材料 中时，这样的传感器可以提供作为机械结构，例如作为MEMS布置，或者 作为电磁(EM)辐射传感器，例如红外线(IR)传感器。通过使用例如硅 的材料，有可能通过蚀刻和其他半导体处理技术在晶片的一个或多个层中 形成传感器，从而获得所需的结构。由于传感器的精密性质以及它们对周 围环境的灵敏性，在传感器上方提供保护盖是众所周知的，盖用来使传感 器的环境与传感器可工作的周围环境相隔离。

在EM传感器领域内，对于可以封装方式提供的传感器有特别的需求。

发明内容

这些和其他问题由根据本发明教导通过使用半导体处理技术由两个 衬底形成的传感器来对付。两个衬底彼此相对布置以至于提供在一个衬底 中的至少两个感应元件以及形成在第二衬底中在感应元件的每个之上的 盖，从而形成两个单元。第一和第二单元在它们的响应特性方面彼此不同。

通过提供响应特性不同的协同定位的两个单元，有可能使用第二单元 的输出来提供第一单元的输出的参考。

因此，本发明的第一实施例提供了电磁辐射传感器，具有形成在第一 衬底中的第一和第二传感器元件和形成在第二衬底中的第一和第二盖，第 一和第二盖具有各自的腔，第一和第二衬底彼此相对布置以使得第一传感 器元件位于第一盖的腔的下面，和第二传感器元件位于第二盖的腔的下 面，从而提供第一和第二单元，第一盖配置成便于辐射的传导穿过该第一 盖，第二盖配置成阻挡辐射的传导穿过该第二盖，第一单元提供基于第一 响应特征的输出，和第二单元提供基于第二响应特征的输出。

本发明也提供了识别传感器系统，构造成提供对发热体进行感应的信 号，所述系统包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器构造成提供 感应离该传感器第一距离的发热体的信号，所述第二传感器构造成提供感 应离该传感器第二距离的对象的信号，第一和第二传感器的每个都包括形 成在第一衬底中的至少两个感应元件，所述至少两个感应元件每个都具有 形成在提供于其上方的第二衬底中的盖，其中用于第一感应元件的盖包括 光学元件，所述光学元件构造成把该盖上的入射辐射引导到至少第一感应 元件以提供指示第一感应元件上入射辐射的信号，第二感应元件提供参考 输出。

本发明的这些和其他特征将通过参考下面的附图来理解，附图提供用 于理解本发明的教导且是示范性的实施例，而不是想要以任何方式限制发 明。

附图说明

将参照附图对本发明进行说明，其中：

图1为用于实践本发明的传感器的说明性实施例的截面图；

图2为从图1的传感器上方观看的透视图；

图3为可用于形成图1的传感器的方法的实例；

图4A为根据本发明教导的可用于定义光学元件的第一图案的实例；

图4B为根据本发明教导的可用于定义光学元件的第二图案的实例；

图4C为根据本发明教导的可用于定义光学元件的第三图案的实例；

图5为示出了根据本发明说明性实施例的包括多个传感器元件的传 感器实例的平面示意图；

图6为根据本发明教导的可用于定义适于与图5中的多个传感器元件 一起使用的光学元件的图案的实例；

图7为根据本发明教导的复合传感器的截面图；

图8示出了另一实施例，其中传感器包括参考元件；

图9示出了图8的布置的修改；

图10示出了可用在本发明内容内的传感器构造的示范性实施例；

图11示出了在另一实施例的内容中在热绝缘台上提供传感器元件；

图12示出了在另一实施例的内容中在传感器与衬底上的周围元件之 间形成热阻挡体，12A为布置的截面图以及12B为布置的俯视图；

图12C示出了图12A和12B的布置的修改；