[发明专利]微机械压力传感器设备和相应的制造方法

说明书

本发明实现一种微机械压力传感器设备和相应的制造方法。微机械压力传感器设备配备有：具有前侧(VS)和后侧(RS)的传感器衬底(SE)；悬挂在传感器衬底(SE)中的压力传感器装置(SB)，其中，第一腔(K1)设置在压力传感器装置(SB)上方，该第一腔通过一个或多个进入开口(Z)朝着所述前侧(VS)露出；一个或多个应力卸载沟(T1、T2)，所述应力卸载沟在横向上围绕所述压力传感器装置(SB)并且形成从所述后侧(RS)朝着所述第一腔(K1)的流体连通；和电路衬底(AS)，所述传感器衬底(SE)的所述后侧(RS)键合到所述电路衬底上，其中，在所述压力传感器装置(SB)下方在所述电路衬底(AS)中构造有第二腔(K2)，该第二腔与所述应力卸载沟(T1、T2)处于流体连通中，并且，其中，在所述压力传感器装置(SB)的周围设置有至少一个通道(ST)，该通道与所述第二腔(K2)处于流体连通中并且向外露出。

技术领域

本发明涉及一种微机械压力传感器设备和相应的制造方法。

背景技术

虽然可以使用任意的微机械压力传感器设备，但本发明和基于本发明的问题根据基于硅的微机械压力传感器设备进行阐释。

DE 10 2014 200 512 A1描述了一种微机械压力传感器设备和相应的制造方法。微机械压力传感器设备包括ASIC晶片，在该ASIC晶片的前侧上设置具有多个堆叠的导体轨平面和绝缘层的布线装置。此外，所述微机械压力传感器设备包括MEMS晶片，在该MEMS晶片中设置有压力传感器装置，该压力传感器装置可以从前侧通过多个贯通开口加载以压力。压力感测借助于电容式测量方法通过膜片状的第一电极相对于固定的第二电极的偏移实现。

例如由DE 10 2012 205 878 A1已知压阻式压力测量方法，在该压阻式压力测量方法中，压阻式半导体电阻设置在微机械压力传感器设备的膜片中或上。

在这种微机械压力传感器设备中作为机电换能器使用的压阻式半导体电阻不仅接收通过作用到膜片上的压力影响所产生的机械应力，而且同样接收机械干扰影响的应力。

不同的因素导致这些干扰影响，例如在其上装配有压力传感器设备的导体板的变形、封装例如通过钎焊引起的关于温度的变形、所使用的粘接剂的温度特性、压力传感器设备的覆盖层的温度特性等。

因此，提出压力传感器设备的芯的机械解耦。对此现有的方案是膜片的在侧面以挖沟槽的方式露出或者全面的蚀刻露出，其中，通常保留多个与芯片边缘的连接，以便实现与膜片的电连接。

DE 10 2015 116 353 A1公开了一种具有机械解耦的微机械压力传感器设备和相应的制造方法。在此，在SOI衬底上制造的压力传感器区域从后侧通过蚀刻掉埋入的氧化物层而露出。

微机械压力传感器设备的介质抗性能够通过以下方式实现：使传感器表面填充以凝胶，该凝胶具有抵抗介质的特性，例如由DE 10 2011 077 686 A1已知。然而在该凝胶中不应包含气泡，因为这使压力传感器设备的性能变差。

发明内容

本发明实现一种微机械压力传感器设备和相应的制造方法。

优选的扩展方案在下面示出。

基于本发明的思想在于，在压力传感器装置的周围提供单独的通道，该通道优选具有大于压力传感器装置上方的进入开口和在侧面围绕的应力卸载沟的直径。因此，通过所述通道强烈地简化压力传感器设备以钝化介质、如凝胶或该凝胶的未交联的前体的无气泡的填充。

根据优选的扩展方案，所述通道、第二腔、应力卸载沟和第一腔以钝化介质填充。这样能够实现有效的介质抗性。

根据另外的优选的扩展方案，传感器衬底和电路衬底至少部分地由模具壳体围绕，该模具壳体具有第一贯通开口，该第一贯通开口使通道和进入开口露出。因此，这些衬底可以很大程度上相对于外部影响受保护。