CN108749494B - 一种胎压传感器制造方法及胎压传感器 - Google Patents

一种胎压传感器制造方法及胎压传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN108749494B
CN108749494B CN201810462931.1A CN201810462931A CN108749494B CN 108749494 B CN108749494 B CN 108749494B CN 201810462931 A CN201810462931 A CN 201810462931A CN 108749494 B CN108749494 B CN 108749494B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
pressure sensor
tire pressure
manufacturing
piezoresistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810462931.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108749494A (zh
Inventor
焦文龙
闫旭亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Resources Microelectronics Chongqing Ltd
Original Assignee
China Resources Microelectronics Chongqing Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Resources Microelectronics Chongqing Ltd filed Critical China Resources Microelectronics Chongqing Ltd
Priority to CN201810462931.1A priority Critical patent/CN108749494B/zh
Publication of CN108749494A publication Critical patent/CN108749494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108749494B publication Critical patent/CN108749494B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/06—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

本发明公开了一种胎压传感器制造方法及胎压传感器，该制造方法包括如下步骤：在第一衬底上刻蚀形成压力传感器的第一空腔和加速度计的第二空腔；在第一衬底上方键合第二衬底；在第二衬底内形成压力传感器的压力敏感膜，以及形成用于制造加速度计的悬梁臂和敏感质量块的器件结构层；在第二衬底上掺杂制作第一压敏电阻以及第二压敏电阻，以及掺杂制作第一压敏电阻和第二压敏电阻的第一导线，以及向第二衬底施加反偏电压的第二导线；在第二衬底上形成多个接触孔并在每个接触孔内沉积形成金属焊盘区域；对加速度计器件结构层进行刻蚀制造悬臂梁和敏感质量块，本发明实现了压力传感器和加速度计的单芯片集成，解决了胎压传感器制造工艺复杂的问题。

Description

一种胎压传感器制造方法及胎压传感器
技术领域
本发明涉及微机械制造领域，尤其涉及一种胎压传感器制造方法及胎压传感器。
背景技术
近些年，随着汽车保有量的增加，行车安全问题越来越受到人们的关注，而胎压监测系统作为保证行车安全的重要手段，已经成为世界各国汽车电子产业的研发热点。
胎压监测系统可以通过记录轮胎转速或安装在轮胎中的电子传感器，对轮胎的各种状况进行实时自动监测，能够为行驶提供有效保障。胎压监测系统可分为两种，一种是间接式胎压监测系统，是通过轮胎的转速差来判断轮胎是否异常；另一种是直接式胎压监测系统，通过在轮胎里面加装四个胎压监测传感器，在汽车静止或者行驶过程中对轮胎气压和温度进行实时自动监测，并对轮胎高压、低压、高温进行及时报警，避免因轮胎故障引发的交通事故，以确保行车安全。
当前，胎压传感器的制造已经发展到一个新的阶段，更多新的工艺技术开始应用于胎压传感器的生产中，比如，胎压传感器的主要构成部件如加速度传感器和压力传感器的单芯片集成技术已经成为时下各半导体公司的研发热点。目前，全球领先的半导体公司德国英飞凌公司或美国的飞思卡尔半导体公司生产的胎压传感器都集成了加速度传感器和压力传感器，具有信号读取方便，胎压测试灵敏等优点，但同时都存在工艺流程复杂，设计与制造成本高昂等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种胎压传感器制造方法，通过该制造方法不仅可实现压阻式压力传感器和加速度传感器的单芯片集成，缩小了芯片尺寸，还同时解决了当前类似胎压传感器设计和制造工艺复杂、成本高的问题。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种胎压传感器制造方法，包括如下步骤：
步骤S1：在一第一衬底上刻蚀形成压力传感器的第一空腔和加速度计的第二空腔；
步骤S2：在所述第一衬底的上方键合一第二衬底；在所述第二衬底内相对于所述第一空腔的位置形成所述压力传感器的压力敏感膜，以及在所述第二衬底内相对于所述第二空腔的位置形成用于制造所述加速度计的悬梁臂和敏感质量块的器件结构层；
步骤S3：在所述第二衬底上掺杂制作多个所述压力传感器的第一压敏电阻以及多个所述加速度计的第二压敏电阻；
步骤S4：在所述第二衬底上掺杂制作所述第一压敏电阻与所述第二压敏电阻的第一导线，以及向第二衬底施加反偏电压的第二导线；形成一钝化层覆盖所述第二衬底的上表面、所述第一压敏电阻以及所述第二压敏电阻，并打开部分钝化层以形成多个接触孔；
步骤S5：在每个所述接触孔内分别沉积形成金属焊盘区域，对加速度计结构层进行刻蚀制造悬臂梁和敏感质量块，从而形成所述胎压传感器。
作为本发明的优选方案，所述步骤S2中，首先在所述第一衬底的上表面制备一层热氧化硅层，再在所述热氧化硅层上键合所述第二衬底。
作为本发明的优选方案，所述第一衬底和所述第二衬底均为硅衬底。
作为本发明的优选方案，所述步骤S3中，于所述第二衬底的表面形成多个所述第一压敏电阻和多个所述第二压敏电阻；
所述步骤S4中，对应于所述第一压敏电阻和所述第二压敏电阻的所述第一导线采用P型重掺杂引线形成。
作为本发明的优选方案，所述步骤S4中，于所述第二衬底的表面形成的所述第二导线采用N型重掺杂形成。
作为本发明的优选方案，所述步骤S4中，所述接触孔开设于所述第二衬底的上表面，并位于所述第二压敏电阻远离所述第一压敏电阻的一侧。
作为本发明的优选方案，所述钝化层通过沉积氧化硅和氮化硅形成。
作为本发明的优选方案，所述步骤S4中，于形成所述钝化层之前，首先在所述第二衬底的上表面形成一电镀金属；
所述电镀金属设置在所述第二压敏电阻远离所述第一压敏电阻的一侧，且所述电镀金属位于所述第二衬底内的所述敏感质量块的上方，以作为所述敏感质量块的延伸物，从而增大加速度计的灵敏度；所述钝化层覆盖所述电镀金属的上表面。
作为本发明的优选方案，所述胎压传感器制造方法还包括设置于所述第二衬底上方的器件盖帽，所述器件盖帽遮盖所述胎压传感器，以实现所述胎压传感器的晶圆级封装。
作为本发明的优选方案，所述的胎压传感器采用所述胎压传感器制造方法制备形成。
本发明的有益效果是，本发明通过深硅刻蚀、键合、减薄、沉积、电镀、封装等成熟工艺实现了压力传感器和加速度传感器的单芯片集成，缩小了芯片尺寸，并且解决了当前类似胎压传感器设计和制造工艺复杂，制造成本高的技术问题。
附图说明
图1是本发明实施例所述的在第一衬底上制备热氧化硅层以及压力传感器空腔和加速度计空腔的制造流程图；
图2是本发明实施例所示的在第一衬底上键合第二衬底的制造流程图；
图3是本发明实施例所示的在第二衬底上掺杂压力传感器的第一压敏电阻的制造流程图；
图4是本发明实施例所示的在第二衬底上掺杂加速度计的第二压敏电阻的制造流程图；
图5是本发明实施例所示的在第二衬底上掺杂第一压敏电阻与第二压敏电阻的第一导线的制造流程图；
图6是本发明实施例所示的在第二衬底上掺杂第二导线的制造流程图；
图7是本发明实施例所示的在第二衬底上形成电镀金属的制造流程图；
图8是本发明实施例所示的在第二衬底的上表面形成钝化层和接触孔的制造流程图；
图9是本发明实施例所示的在第二衬底上形成金属焊盘区域的制造流程图；
图10是本发明实施例所示的在第二衬底上形成加速度计悬臂梁的制造流程图；
图11是本发明实施例所示的胎压传感器；
图12是本发明实施例所示胎压传感器的制造流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明的一较佳实施例所示的胎压传感器的制备方法包括如下步骤：
请参照图1，步骤S1：在一第一衬底1上刻蚀形成压力传感器的第一空腔3和加速度计的第二空腔4；
请参照图2，图7和图10，步骤S2：在所述第一衬底1的上方键合一第二衬底2；在所述第二衬底2内相对于所述第一空腔3的位置形成所述压力传感器的压力敏感膜6，以及在所述第二衬底2内相对于所述第二空腔4的位置分别形成用于加工所述加速度计的悬梁臂7和敏感质量块8的器件结构层；
请参照图3和图4，步骤S3：在所述第二衬底2上掺杂制作多个所述压力传感器的第一压敏电阻9以及多个所述加速度计的第二压敏电阻10；
请参照图5、图6和图8，步骤S4，在所述第二衬底2上掺杂制作所述第一压敏电阻9和第二压敏电阻10的第一导线11，以及向第二衬底2施加反偏电压的第二导线12；形成一钝化层13覆盖所述第二衬底2的上表面、所述第一压敏电阻9以及所述第二压敏电阻10，并打开部分钝化层以形成多个接触孔14；所述接触孔14用于后续形成金属焊盘区域。
请参照图9，步骤S5：在每个所述接触孔14内分别沉积形成金属焊盘区域15，从而形成所述胎压传感器。
请参照图1和图2，所述步骤S2中，首先在所述第一衬底1的上表面制备一层热氧化硅层5，再在所述热氧化硅层5上键合所述第二衬底2。所述第二衬底2具体通过刻蚀、键合和减薄工艺形成于所述第一衬底1的上方。
所述第一衬底1和所述第二衬底2均为硅衬底。
请参照图3和图4，所述步骤S3中，于所述第二衬底2的表面形成多个所述第一压敏电阻9和多个所述第二压敏电阻10。
请参照图5和图6，所述步骤S4中，于所述第二衬底2的表面形成对应于所述第一压敏电阻9和第二压敏电阻10的所述第一导线11，以及所述第二导线12。所述第一导线11采用P型重掺杂形成，所述第二导线12采用N型重掺杂形成。请参照图8，所述步骤S4中，所述接触孔14开设于所述第二衬底2的上表面，并位于所述第二压敏电阻10远离所述第一压敏电阻9的一侧。
所述钝化层13通过沉积氧化硅和氮化硅形成。
请参照图7，所述步骤S4中，于形成所述钝化层13之前，首先在所述第二衬底2的上表面形成一电镀金属16；
所述电镀金属设置在所述第二压敏电阻10远离所述第一压敏电阻9的一侧，且所述电镀金属16位于所述第二衬底2内的所述敏感质量块8的上方，以作为所述敏感质量块8的延伸物；所述钝化层13覆盖所述电镀金属16的上表面。所述电镀金属16可以选用电镀铜。
请参照图10，所述步骤S5，在每个所述接触孔14内分别沉积形成金属焊盘区域15，对加速度计器件结构层进行刻蚀制造悬臂梁7和敏感质量块8，从而形成所述胎压传感器。
请参照图11，所述胎压传感器制造方法还包括设置于所述第二衬底2上方的器件盖帽17，所述器件盖帽17遮盖所述胎压传感器，以实现所述胎压传感器的晶圆级封装。
所述的胎压传感器采用所述胎压传感器制造方法制备形成。
综上所述，上述胎压传感器制造方法具有如下优点：
1、通过深硅刻蚀、键合、减薄、沉积、电镀、封装等成熟工艺实现了压力传感器和加速度计的单芯片集成，从而缩小了芯片尺寸；
2、解决了当前类似胎压传感器设计和制造工艺复杂，制造成本高的技术问题。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种胎压传感器制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：
步骤S1：在一第一衬底上刻蚀形成压力传感器的第一空腔和加速度计的第二空腔；
步骤S2：在所述第一衬底的上方键合一第二衬底；在所述第二衬底内相对于所述第一空腔的位置形成所述压力传感器的压力敏感膜，以及在所述第二衬底内相对于所述第二空腔的位置形成用于制造所述加速度计的悬梁臂和敏感质量块的器件结构层；
步骤S3：在所述第二衬底上掺杂制作多个所述压力传感器的第一压敏电阻以及多个所述加速度计的第二压敏电阻；
步骤S4，在所述第二衬底上掺杂制作所述第一压敏电阻和所述第二压敏电阻的第一导线，以及向第二衬底施加反偏电压的第二导线；形成一钝化层覆盖所述第二衬底的上表面、所述第一压敏电阻以及所述第二压敏电阻，并打开部分钝化层以形成多个接触孔；
步骤S5：在每个所述接触孔内分别沉积形成金属焊盘区域，对加速度计结构层进行刻蚀制造悬臂梁和敏感质量块，从而形成所述胎压传感器。
2.如权利要求1所述的胎压传感器制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，首先在所述第一衬底的上表面制备一层热氧化硅层，再在所述热氧化硅层上键合所述第二衬底。
3.如权利要求1所述的胎压传感器制造方法，其特征在于，所述第一衬底和所述第二衬底均为硅衬底。
4.如权利要求1所述的胎压传感器制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，于所述第二衬底的表面形成多个所述第一压敏电阻和多个所述第二压敏电阻；
所述步骤S4中，对应于所述第一压敏电阻和所述第二压敏电阻的所述第一导线采用P型重掺杂引线形成。
5.如权利要求1所述的胎压传感器制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，于所述第二衬底的表面形成的所述第二导线采用N型重掺杂形成。
6.如权利要求1所述的胎压传感器制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述接触孔开设于所述第二衬底的上表面，并位于所述第二压敏电阻远离所述第一压敏电阻的一侧。
7.如权利要求1所述的胎压传感器制造方法，其特征在于，所述钝化层通过沉积氧化硅和氮化硅形成。
8.如权利要求1所述的胎压传感器制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，于形成所述钝化层之前，首先在所述第二衬底的上表面形成一电镀金属；
所述电镀金属设置在所述第二压敏电阻远离所述第一压敏电阻的一侧，且所述电镀金属位于所述第二衬底内的所述敏感质量块的上方，以作为所述敏感质量块的延伸物；所述钝化层覆盖所述电镀金属的上表面。
9.如权利要求1所述的胎压传感器制造方法，其特征在于，所述胎压传感器制造方法还包括设置于所述第二衬底上方的器件盖帽，所述器件盖帽遮盖所述胎压传感器，以实现所述胎压传感器的晶圆级封装。
10.一种胎压传感器，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项中所述的胎压传感器制造方法制备形成。
CN201810462931.1A 2018-05-15 2018-05-15 一种胎压传感器制造方法及胎压传感器 Active CN108749494B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810462931.1A CN108749494B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种胎压传感器制造方法及胎压传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810462931.1A CN108749494B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种胎压传感器制造方法及胎压传感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108749494A CN108749494A (zh) 2018-11-06
CN108749494B true CN108749494B (zh) 2020-07-28

Family

ID=64007734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810462931.1A Active CN108749494B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种胎压传感器制造方法及胎压传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108749494B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112504548A (zh) * 2019-08-23 2021-03-16 武汉杰开科技有限公司 一种复合传感器及其加工方法、tpms芯片
CN113776721B (zh) * 2021-09-07 2024-06-07 上海韦尔半导体股份有限公司 传感器集成芯片及其制造方法
CN114812919A (zh) * 2022-01-24 2022-07-29 浙江科丰传感器股份有限公司 一种胎压传感器及其加工方法
CN116026501B (zh) * 2023-01-06 2023-10-27 苏州锐光科技有限公司 压力传感器及其制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07326809A (ja) * 1994-05-25 1995-12-12 Siemens Ag 半導体素子及びその製造方法
CN104058361A (zh) * 2013-03-20 2014-09-24 北京大学 一种基于预制空腔soi基片的集成压阻式加速度计与压力计的加工方法
CN104649217A (zh) * 2014-12-23 2015-05-27 北京时代民芯科技有限公司 一种多mems传感器的单芯片加工方法
CN105424090A (zh) * 2015-12-01 2016-03-23 上海芯赫科技有限公司 一种mems压阻式复合传感器及其加工方法
CN106526232A (zh) * 2016-11-14 2017-03-22 广东合微集成电路技术有限公司 一种复合传感器及其制造方法
CN106768593A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 广东合微集成电路技术有限公司 一种复合传感器及其制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07326809A (ja) * 1994-05-25 1995-12-12 Siemens Ag 半導体素子及びその製造方法
CN104058361A (zh) * 2013-03-20 2014-09-24 北京大学 一种基于预制空腔soi基片的集成压阻式加速度计与压力计的加工方法
CN104649217A (zh) * 2014-12-23 2015-05-27 北京时代民芯科技有限公司 一种多mems传感器的单芯片加工方法
CN105424090A (zh) * 2015-12-01 2016-03-23 上海芯赫科技有限公司 一种mems压阻式复合传感器及其加工方法
CN106526232A (zh) * 2016-11-14 2017-03-22 广东合微集成电路技术有限公司 一种复合传感器及其制造方法
CN106768593A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 广东合微集成电路技术有限公司 一种复合传感器及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108749494A (zh) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108749494B (zh) 一种胎压传感器制造方法及胎压传感器
JP5090603B2 (ja) マイクロメカニック構造素子および相当する製造方法
US8100012B2 (en) MEMS sensor with cap electrode
US20140091405A1 (en) Hybrid integrated pressure sensor component
CN102183335B (zh) Mems压力传感器及其制作方法
US5963788A (en) Method for integrating microelectromechanical devices with electronic circuitry
JP5412682B2 (ja) 抵抗式ひずみゲージを有する圧力センサ
US10648999B2 (en) Method for manufacturing an acceleration sensor
US20070169558A1 (en) Micromechanical device having two sensor patterns; method for producing a micromechanical device
CN102156012A (zh) Mems压力传感器及其制作方法
US20110221455A1 (en) Micromechanical component and method for its production
US7678599B2 (en) Process for the fabrication of an inertial sensor with failure threshold
US8796791B2 (en) Hybrid intergrated component and method for the manufacture thereof
US20100307247A1 (en) Micromechanical acceleration sensor and method for manufacturing an acceleration sensor
CN114684774B (zh) 一种硅压阻式压力传感器芯片及其制备方法
CN204128719U (zh) 高灵敏度硅压阻压力传感器
US20040129989A1 (en) Sensor with failure threshold
CN103196596B (zh) 基于牺牲层技术的纳米膜压力传感器及其制造方法
EP0890998A1 (en) Manufacturing method and integrated piezoresistive pressure sensor having a diaphragm of polycristalline semiconductor material
CN106526232A (zh) 一种复合传感器及其制造方法
KR100311826B1 (ko) 마이크로센서의 밀봉 패캐지 방법
CN106768593A (zh) 一种复合传感器及其制造方法
JP3328707B2 (ja) 静電容量型半導体加速度センサ及び半導体圧力センサ
JPH10256565A (ja) マイクロメカニカル構造部を有する半導体素子の製造方法
CN113776721B (zh) 传感器集成芯片及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant