傳感器及其制造方法1

傳感器及其制造方法專利名稱:傳感器及其制造方法技術(shù)領(lǐng)域:本文的主旨大體上涉及基于半導(dǎo)體微機(jī)電的傳感器配置,其可以用于檢測從機(jī)械應(yīng)力、化學(xué)-機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力、電磁場等產(chǎn)生的小的力或撓曲。

更詳細(xì)地,本文公開的主旨涉及基于的壓力傳感器和用于制造其的方法。

背景技術(shù):基于半導(dǎo)體微電子和的傳感器中的進(jìn)展對減小這樣的傳感器的尺寸和成本起很大的作用。

硅微傳感器的電和機(jī)械性能被很好地記入史冊。

硅微加工和半導(dǎo)體微電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)展成為具有很多實(shí)際應(yīng)用的極重要的傳感器工業(yè)。

例如,普遍已知微加工硅壓力傳感器、加速度傳感器、流量傳感器、濕度傳感器、麥克風(fēng)、機(jī)械振蕩器、光學(xué)和開關(guān)和衰減器、微閥、噴墨打印頭、原子力顯微鏡尖端等已經(jīng)找到它們進(jìn)入大量醫(yī)療、航空航天、工業(yè)和汽車市場中的各種應(yīng)用中的方式。

硅的高的強(qiáng)度、彈性和回彈性使它成為可例如對電子頻率掌握或傳感器結(jié)構(gòu)是有用的諧振結(jié)構(gòu)的抱負(fù)基材。

甚至例如手表、水肺潛水設(shè)備和手持式輪胎壓力計(jì)等消費(fèi)品可包含硅微加工傳感器。

在不斷擴(kuò)大的使用領(lǐng)域中對硅傳感器的需求連續(xù)激起對特定環(huán)境和應(yīng)用優(yōu)化的新的和不同的硅微傳感器幾何結(jié)構(gòu)和配置的需要。

圓滿地,傳統(tǒng)的塊體硅微加工技術(shù)的缺點(diǎn)是所得的硅微結(jié)構(gòu)的輪廓和幾何結(jié)構(gòu)顯著受制造方法的限制。

例如,用常規(guī)蝕刻技術(shù)蝕刻硅結(jié)構(gòu)部分受到硅襯底的晶體取向約束,其限制很多期望的結(jié)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)和小型化努力。

越來越多使用微傳感器測量壓力促進(jìn)了用作例如電容器并且用于產(chǎn)生靜電力的小硅板結(jié)構(gòu)的進(jìn)展。

例如,存在使用相互交叉的多晶硅板的陣列測量電容的微傳感器。

相像地,存在使用分層板的陣列產(chǎn)生靜電力的微傳感器。

此外,存在響應(yīng)于例如壓力或加速度等力測量硅結(jié)構(gòu)的撓曲或彎曲的微傳感器。

使用微傳感器測量生物參數(shù)對診斷和患者監(jiān)護(hù)兩個目的變得日益普遍和重要。

在一些應(yīng)用中,活體內(nèi)導(dǎo)管尖端壓力傳感器用于測量肯定壓力或基于給定參考壓力例如大氣壓力等的差分壓力。

例如,差分導(dǎo)管尖端壓力傳感器可以用于基于呼吸系統(tǒng)內(nèi)關(guān)于大氣壓力的壓力變化測量人類的呼吸。

一般地微機(jī)電裝置和特殊地導(dǎo)管尖端壓力傳感器的不斷擴(kuò)大的使用領(lǐng)域已經(jīng)形成對越來越小的裝置的需求。

圓滿地,已經(jīng)存在生產(chǎn)對壓力中的小變化也高度靈敏的更小的裝置其可以大量有效制造的困難。

通過常規(guī)制造技術(shù)制造的傳感器關(guān)于它們的尺寸和封裝受到限制。

例如,導(dǎo)管尖端壓力傳感器的瘦長性質(zhì)要求電連接從傳感器的一端典型地沒有插入的端延長到裝置的感測部分。

這些連接可不利地影響所得裝置的尺寸和外形。

另外,由于使用的裝置的小尺寸和幾何結(jié)構(gòu)的薄性質(zhì),用于生產(chǎn)這樣的微機(jī)械裝置的常規(guī)技術(shù)風(fēng)險在于在制造過程期間破損和在現(xiàn)場潛在降低牢靠性。

例如,由于差分導(dǎo)管尖端壓力傳感器測量相對于參考壓力的壓力,必需供應(yīng)從傳感器到外部參考壓力的通氣孔。

這典型地通過與沿著芯片的背面的電連接平行地通往導(dǎo)管尖端的細(xì)毛細(xì)管完成。

然而,該配置可以導(dǎo)致傳感器更厚的封裝并且可以導(dǎo)致通氣孔在測量期間箍縮。

其他的制造技術(shù)采納側(cè)面通氣孔配置,其通過位于芯片邊緣中的一個邊緣的通氣孔口從芯片出口,但其需要另外的處理步驟以形成該通氣孔口,例如鋸切等,這可導(dǎo)致碎片進(jìn)入通氣孔口并且降低精確?????度和牢靠性。

供應(yīng)用于制造不僅尺寸小而且可以大量有效生產(chǎn)的高度靈敏的壓力傳感器的方法將是有利的。

創(chuàng)造內(nèi)容公開傳感器和用于制造傳感器的方法,傳感器在一個實(shí)施例中包括延長進(jìn)入襯底晶