CN111855038A - 具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器及其制备方法 - Google Patents

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CN111855038A CN202010645406.0A CN202010645406A CN111855038A CN 111855038 A CN111855038 A CN 111855038A CN 202010645406 A CN202010645406 A CN 202010645406A CN 111855038 A CN111855038 A CN 111855038A
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李维平
兰之康
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Abstract

本公开提供一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器及其制备方法。压力传感器包括衬底、压力敏感单元、绝缘钝化层、导线层以及刻蚀停止层,压力敏感单元包括应力敏感膜、多个压敏电阻以及多根引线,衬底沿其厚度方向的第一表面设置有空腔,第一表面上设置有刻蚀停止层;应力敏感膜设置在刻蚀停止层上,多个压敏电阻设置在应力敏感膜背离衬底的一侧,多个压敏电阻平行间隔设置,通过多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥;绝缘钝化层设置在压力敏感单元背离衬底的一侧,绝缘钝化层上设置有贯穿其厚度的多个金属化过孔;导线层设置在绝缘钝化层背离衬底的一侧,通过金属化过孔与对应的引线电连接。可以有效提高器件的线性度和灵敏度。

Description

具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器及其制备方法
技术领域
本公开属于压力传感器技术领域,具体涉及一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器以及一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器的制备方法。
背景技术
传统地,压力传感器包括硅衬底以及设置在所述硅衬底上的应力敏感膜和四个压敏电阻等结构,四个压敏电阻通过引线相互电连接形成惠斯通电桥结构,在该惠斯通电桥结构中,四个压敏电阻组成一个方形。
但是,经过本公开的发明人多次试验研究,发现方形惠斯通电桥的线性度和灵敏度均有待提高。
此外,传统地压力传感器并没有在压敏电阻周围设置隔离结构,这导致器件存在漏电的可能性,会增大器件温漂效应,降低器件可靠性。
此外,在传统的压力传感器中,在惠斯通电桥结构上下没有设置屏蔽结构,这将导致惠斯通电桥结构上下两侧并不处于同一电位,这容易引起静电和电磁干扰,导致器件可靠性降低。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器以及一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器的制备方法。
本公开的一方面,提供一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器,所述压力传感器包括衬底、压力敏感单元、绝缘钝化层、导线层以及刻蚀停止层,所述压力敏感单元包括应力敏感膜、多个压敏电阻以及多根引线;其中,
所述衬底沿其厚度方向的第一表面设置有空腔,所述第一表面上设置有所述刻蚀停止层;
所述应力敏感膜设置在所述刻蚀停止层上,所述多个压敏电阻设置在所述应力敏感膜背离所述衬底的一侧,并且,所述多个压敏电阻平行间隔设置,所述多个压敏电阻通过所述多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥;
所述绝缘钝化层设置在所述压力敏感单元背离所述衬底的一侧,所述绝缘钝化层上设置有贯穿其厚度的多个金属化过孔;
所述导线层设置在所述绝缘钝化层背离所述衬底的一侧,所述导线层通过所述金属化过孔与对应的所述引线电连接。
在可选地一些实施方式中,所述多平行环形惠斯通电桥包括平行间隔设置的两个环形桥臂,分别为第一环形桥臂和第二环形桥臂;所述压力敏感单元包括四个压敏电阻以及四根引线,分别为第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、第四压敏电阻、第一引线、第二引线、第三引线以及第四引线;其中,
所述第一压敏电阻与所述第三压敏电阻平行间隔设置,且所述第一压敏电阻与所述第三压敏电阻通过所述第一引线和所述第二引线电连接形成所述第一环形桥臂;
所述第二压敏电阻与所述第四压敏电阻平行间隔设置,且所述第二压敏电阻与所述第四压敏电阻通过所述第三引线和所述第四引线电连接形成所述第二环形桥臂。
在可选地一些实施方式中,同一个环形桥臂内两个压敏电阻之间的间距范围为10um~1000um,相邻两个环形桥臂间相邻两个压敏电阻之间的间距范围为10um~50um;和/或,
所述压敏电阻的长度范围为50um~1500um,所述压敏电阻的宽度范围为2um~200um。
在可选地一些实施方式中,所述压力敏感单元还包括多个电阻隔离环,所述电阻隔离环环设在对应的所述压敏电阻四周。
在可选地一些实施方式中,所述电阻隔离环采用PN结电阻隔离环;和/或,
所述电阻隔离环的宽度范围为10um~100um,所述电阻隔离环与对应的所述压敏电阻之间的间距范围为2um~100um。
在可选地一些实施方式中,所述压力传感器还包括金属电磁屏蔽件,所述金属电磁屏蔽件设置在所述导线层背离所述衬底的一侧;其中,
所述金属电磁屏蔽件分别与所述导线层和所述衬底相连,以使得所述环形惠斯通电桥上下两侧处于同一电位。
在可选地一些实施方式中,所述金属电磁屏蔽件包括屏蔽件主体和连接件;其中,
所述屏蔽件主体设置在所述导线层背离所述衬底的一侧,并且所述屏蔽件主体在所述环形惠斯通电桥上的正投影与所述环形惠斯通电桥重合或落在其外侧;
所述连接件的第一端与所述屏蔽件主体相连,所述连接件的第二端与所述衬底相连。
本公开的另一方面,提供一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器的制备方法,包括:
提供第一衬底和第二衬底;
在所述第一衬底沿其厚度方向的第一表面形成刻蚀停止层;
将所述第二衬底与所述第一衬底的第一表面进行键合,并对所述第二衬底进行减薄处理,获得应力敏感膜;
从所述第一衬底沿其厚度方向的第二表面进行刻蚀至所述刻蚀停止层处,获得空腔;
在所述第二衬底背离所述第一衬底的一侧形成多个压敏电阻以及多根引线,所述多个压敏电阻平行间隔设置,所述多个压敏电阻通过所述多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥;
在所述第二衬底背离所述第一衬底的一侧形成绝缘钝化层并图形化,在所述绝缘钝化层上形成多个金属化过孔;
在所述绝缘钝化层背离所述第一衬底的一侧形成导线层,制备得到所述压力传感器,所述导线层通过所述金属化过孔与对应的所述引线电连接。
在一些可选地实施方式中,所述方法还包括:
在形成所述压敏电阻的同时,在所述第二衬底上形成多个电阻隔离环,所述电阻隔离环环设在对应的所述压敏电阻四周。
在一些可选地实施方式中,所述方法还包括:
在所述导线层背离所述第一衬底的一侧形成金属电磁屏蔽件,所述金属电磁屏蔽件分别与所述导线层和所述衬底相连,以使得所述环形惠斯通电桥上下两侧处于同一电位。
本公开的压力传感器及其制备方法,其压力敏感单元包括应力敏感膜、多个压敏电阻以及多根引线,所述多个压敏电阻平行间隔设置,所述多个压敏电阻通过所述多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥,这样,可以将多平行环形惠斯通电桥中的至少一个环形桥臂所包括的压敏电阻布置在应力敏感膜的边缘应力最大位置,将多平行环形惠斯通电桥中的其余环形桥臂所包括的压敏电阻布置在应力敏感膜的形变最大位置,当有外部压力作用在应力敏感膜时,该惠斯通电桥回路中,电阻变化量会成倍的放大,同时由于采用多平行环形惠斯通电桥,可以对每个电桥进行独立控制和补偿,可以有效提高器件的线性度和灵敏度。
附图说明
图1为本公开一实施例的具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器的X轴方向截面图;
图2为本公开另一实施例的具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器的Y轴方向截面图;
图3为本公开另一实施例的环形惠斯通电桥的结构示意图;
图4为本公开另一实施例的电阻隔离环与压敏电阻的位置关系图;
图5为本公开另一实施例的多阶应力集中区的俯视图;
图6为本公开另一实施例的具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中术语“至少一个/至少一种”表示多个/多种中的任意一个/一种,或多个/多种中的至少两个/两种的任意组合,例如,包括A、B和C中的至少一种,可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外,为了更好地说明本公开,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本公开同样可以实施。在一些实施例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本公开的主旨。
本公开的一方面,如图1所示,涉及一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器100,所述压力传感器100包括衬底110、压力敏感单元120、绝缘钝化层130、导线层140以及刻蚀停止层170。
示例性的,如图1所示,所述衬底110可以采用硅衬底或玻璃衬底/蓝宝石衬底等,所述衬底110沿其厚度方向的第一表面设置有空腔111,也就是说,如图1所示,在所述衬底110的上表面设置有所述空腔111,对于该空腔111的尺寸并没有作出限定,本领域技术人员可以根据实际需要进行设计,本实施例对此并不限制。
示例性的,如图1所示,刻蚀停止层170设置在所述第一表面上,所述压力敏感单元120包括应力敏感膜121、多个压敏电阻122以及多根引线123。所述应力敏感膜121设置在所述刻蚀停止层170上。所述多个压敏电阻122设置在所述应力敏感膜121背离所述衬底110的一侧,也就是说,如图1所示,所述多个压敏电阻122设置在所述应力敏感膜121的上表面。一并结合图3,所述多个压敏电阻122平行间隔设置,所述多个压敏电阻122通过所述多根引线123电连接形成多平行环形惠斯通电桥150,所谓的多平行环形惠斯通电桥150是指,所述多个压敏电阻122之间形成多个平行间隔设置的环形桥臂,示例性的,如图3所示,四个压敏电阻122形成两个平行间隔设置的环形桥臂,当然,本实施例并不以此为限,在实际应用时,本领域技术人员还可以根据实际需要,设计其他一些呈平行间隔设置的环形桥臂,如三个或三个以上等,本实施例对此并不限制。
示例性的,如图1所示,所述绝缘钝化层130设置在所述压力敏感单元120背离所述衬底110的一侧,也就是说,如图1所示,在衬底110的上表面以及压敏电阻122、引线123的上方覆盖有所述绝缘钝化层130,该绝缘钝化层130的具体制作材料并没有作出限定,例如,可以采用氧化硅、氮化硅等绝缘材料制作形成。如图1所示,所述绝缘钝化层130上设置有贯穿其厚度的多个金属化过孔131,所述多个金属化过孔131的位置应当与多个引线123的位置相对应,以便通过该金属化过孔131将引线123与导线层140电连接,实现电信号的传输。
示例性的,如图1所示,所述导线层140设置在所述绝缘钝化层130背离所述衬底110的一侧,也就是说,如图1所示,所述导线层140设置在所述绝缘钝化层130的上表面,该导线层140可以采用常规的金属材料制作形成,例如,铝导线层、铜导线层等,本实施例并不限制。所述导线层140通过所述金属化过孔131与对应的所述引线123电连接。
本实施例的压力传感器,压力敏感单元包括应力敏感膜、多个压敏电阻以及多根引线,所述多个压敏电阻平行间隔设置,所述多个压敏电阻通过所述多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥,这样,可以将多平行环形惠斯通电桥中的至少一个环形桥臂所包括的压敏电阻布置在应力敏感膜的边缘应力最大位置,将多平行环形惠斯通电桥中的其余环形桥臂所包括的压敏电阻布置在应力敏感膜的形变最大位置,当有外部压力作用在应力敏感膜时,该惠斯通电桥回路中,电阻变化量会成倍的放大,同时由于采用多平行环形惠斯通电桥,可以对每个电桥进行独立控制和补偿,可以有效提高器件的线性度和灵敏度。
此外,本实施例的压力传感器,在衬底的第一表面设置刻蚀停止层,在制备该压力传感器时,具体可以参考下文记载的制备方法,在从衬底沿其厚度方向的第二表面刻蚀形成空腔时,可以确保刻蚀过程停止在所述刻蚀停止层处,也就是说,本实施例采用了自停止腐蚀技术,空腔腐蚀可以停止在自停止层位置,可以有效提高器件的一致性和可靠性。
需要说明的是,对于刻蚀停止层的具体材料并没有作出限定,示例性的,该刻蚀停止层可以采用氧化硅、浓硼注入硅等材料制作形成,本实施例对此并不限制。
示例性的,如图3所示,所述多平行环形惠斯通电桥150包括平行间隔设置的两个环形桥臂,分别为第一环形桥臂151和第二环形桥臂152。所述压力敏感单元120包括四个压敏电阻122以及四根引线123,分别为第一压敏电阻R1、第二压敏电阻R2、第三压敏电阻R3、第四压敏电阻R4、第一引线Y1、第二引线Y2、第三引线Y3以及第四引线Y4。
如图3所示,所述第一压敏电阻R1与所述第三压敏电阻R3平行间隔设置,且所述第一压敏电阻R1与所述第三压敏电阻R3通过所述第一引线Y1和所述第二引线Y2电连接形成所述第一环形桥臂151。所述第二压敏电阻R2与所述第四压敏电阻R4平行间隔设置,且所述第二压敏电阻R2与所述第四压敏电阻R4通过所述第三引线Y3和所述第四引线Y4电连接形成所述第二环形桥臂152。
为了进一步提高压力传感器的线性度和灵敏度,如图3所示,第一环形桥臂151内第一压敏电阻R1与第三压敏电阻R3之间的间距范围为10um~1000um,第二环形桥臂152内第二压敏电阻R2与第四压敏电阻R4之间的间距范围为10um~1000um,同时,第一环形桥臂151与第二环形桥臂152处于相邻位置的两个压敏电阻,即第三压敏电阻R3和第四压敏电阻R4之间的间距范围为10um~50um。
此外,对于上述压敏电阻122的具体尺寸并没有作出限定,示例性的,所述压敏电阻122的长度范围可以为50um~1500um,所述压敏电阻122的宽度范围可以为2um~200um,当然,除此以外,本领域技术人员还可以根据实际需要,设计压敏电阻122其余一些尺寸,本实施例对此并不限制。
示例性的,如图1所示,所述压力敏感单元120还包括多个电阻隔离环124,一并结合图4,所述电阻隔离环124环设在对应的所述压敏电阻122四周。
本实施例的压力传感器,通过在压敏电阻的四周设置电阻隔离环,该电阻隔离环可以有效的减少器件的漏电,减少温漂,提高可靠性,同时,还可以进一步提高器件的线性度和灵敏度。
需要说明的是,对于电阻隔离环的具体结构并没有作出限定,优选地,该电阻隔离环可以采用PN结电阻隔离环,这样,可以利用PN结电阻的单向导通特性,进一步有效防止器件漏电,减少温漂,进一步提高器件的线性度和灵敏度。当然,除此以外,本领域技术人员还可以根据实际需要,设计电阻隔离环的其余一些结构,本实施例对此并不限制。
进一步需要说明的是,对于电阻隔离环尺寸及其与压敏电阻之间的间隔并没有作出限定,为了确保减少器件漏电效果,本公开的公开人经过多次试验研究,发现当所述电阻隔离环的宽度范围在10um~100um之间,以及所述电阻隔离环与对应的所述压敏电阻之间的间距范围为2um~100um之间时,可以极大地减少器件漏电效果,减少温漂,提高可靠性。
示例性的,如图1所示,所述压力传感器100还包括金属电磁屏蔽件160,所述金属电磁屏蔽件160设置在所述导线层140背离所述衬底110的一侧,也就是说,如图1所示,所述金属电磁屏蔽件160设置在所述导线层140的上表面。所述金属电磁屏蔽件160分别与所述导线层140和所述衬底110相连,以使得所述环形惠斯通电桥上下两侧处于同一电位。
本实施例的压力传感器,在导线层背离衬底的一侧设置有金属电磁屏蔽件,该金属电磁屏蔽件分别与导线层和衬底相连,这样,可以使得环形惠斯通电桥的正上方和正下方均处于同电位,也即处于等电位,从而可以有效的减小静电和电磁干扰,提高器件的可靠性。
示例性的,如图1和图2所示,所述金属电磁屏蔽件160包括屏蔽件主体161和连接件162。所述屏蔽件主体161设置在所述导线层140背离所述衬底110的一侧,也就是说,如图1和图2所示,所述屏蔽件主体161设置在所述衬底110的上表面,并且所述屏蔽件主体161在所述环形惠斯通电桥150上的正投影与所述环形惠斯通电桥150重合或落在其外侧,也就是说,如图1和图2所示,所述屏蔽件主体161完全覆盖住环形惠斯通电桥150。同时,如图1和图2所示,所述连接件162的第一端与所述屏蔽件主体161相连,所述连接件162的第二端与所述衬底110相连,例如,该连接件162的第二端可以通过设置在所述衬底110上的一个金属化过孔实现与衬底110相连。
另外,如图1和图2所示,为了进一步减少器件温漂,衬底110可以包括底座112和基底113。其中,基底113设置在底座112上,基底113上设置有所述空腔111。底座112上设置有应力释放结构,例如,该底座112可以采用倒梯形底座。
本实施例的压力传感器,通过在底座上设置应力释放结构,如直接将底座设置呈倒梯形底座,该倒梯形底座由于其下底边尺寸小于上底边尺寸,这样,压力传感器所产生的应力可以被整个底座吸收,而不会上传到器件上部,最终会大大减小后续封装过程中,热应力对器件上层应力感应区的影响,从而可以减少器件温漂。
需要说明的是,底座上的应力释放结构除了可以直接将底座设置呈倒梯形底座以外,还可以设计其他一些应力释放结构,本实施例对此并不限制。
另外,如图1和图2所述,所述压力传感器100还包括刻蚀停止层170,该刻蚀停止层170夹设在基底113与应力敏感膜121之间。
另外,如图1和图2所示,在绝缘钝化层130上还设置有多阶应力集中区180,该多阶应力集中区180可以有助于环形惠斯通电桥150区域的应力集中,所以在相同量程的情况下,提高了器件的线性度和灵敏度。
需要说明的是,对于多阶应力集中区的具体结构并没有作出限定,示例性的,如图1、图2和图5所示,该多阶应力集中区180可以是形成在绝缘钝化层130上的第一台阶层181和第二台阶层182。当然,除此以外,本领域技术人员还可以根据实际需要,设计其他一些应力集中结构,本实施例对此并不限制。
本公开的另一方面,如图6所示,提供一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器的制备方法S100,该制备方法可以用于制备前文记载的压力传感器,其具体结构可以参考前文相关记载,在此不作赘述。制备方法S100包括:
S110、提供第一衬底和第二衬底。
示例性的,在本步骤中,可以一并结合图1,第一衬底为前文记载的衬底110,第二衬底为形成应力敏感膜121的衬底。第一衬底和第二衬底可以均采用硅晶圆等。
S120、在所述第一衬底沿其厚度方向的第一表面形成刻蚀停止层。
可以预先对该第一衬底进行双面氧化或者浓硼扩散形成刻蚀停止层,该刻蚀停止层的厚度范围为1um~2um。
S130、将所述第二衬底与所述第一衬底的第一表面进行键合,并对所述第二衬底进行减薄处理,获得应力敏感膜。
示例性的,在本步骤中,可以一并结合图1,先去除第一衬底表面的氧化硅层,之后,在第二衬底表面生长一层薄的氧化层,厚度范围为10nm~100nm。再之后,将第二衬底与第一衬底进行硅硅键合,并对第二衬底进行减薄处理,可以根据器件量程对减薄厚度进行选择,减薄后的第二衬底厚度范围为20um~100um,也即应力敏感膜121的厚度范围为20um~100um。
S140、从所述第一衬底沿其厚度方向的第二表面进行刻蚀至所述刻蚀停止层处,获得空腔。
示例性的,在本步骤中,可以通过MEMS体硅腐蚀技术,在第一衬底上制备梯形通孔,也即空腔111,由于进行了双面氧化或浓硼扩散,形成了刻蚀停止层,相当于采用了自停止腐蚀技术,空腔腐蚀可以停止在自停止层位置,可以有效提高器件的一致性和可靠性。
S150、在所述第二衬底背离所述第一衬底的一侧形成多个压敏电阻以及多根引线,所述多个压敏电阻平行间隔设置,所述多个压敏电阻通过所述多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥。
示例性的,在本步骤中,可以一并结合图1,可以采用光刻构图工艺形成压敏电阻122以及引线123。示例性的,可以先在第二衬底的表面形成一层注入氧化阻挡层,厚度范围10nm~50nm,之后,再形成一层光刻胶层,并对该光刻胶层进行图形化,以图形化后的光刻胶层为掩膜,进行低剂量注入得到多个压敏电阻122,采用高剂量注入得到多根引线123。其中,所述多个压敏电阻122平行间隔设置,所述多个压敏电阻122通过所述多根引线123电连接形成多平行环形惠斯通电桥150。
S160、在所述第二衬底背离所述第一衬底的一侧形成绝缘钝化层并图形化,以在所述绝缘钝化层上形成多个金属化过孔。
在这步骤之前,还可以包括退火步骤,在形成了压敏电阻和引线后,可以在保护气氛下,进行RTA退火,退火温度:700~1200度,目的是使杂质离子更深入并修复注入损伤。
S170、在所述绝缘钝化层背离所述第一衬底的一侧形成导线层,制备得到所述压力传感器,所述导线层通过所述金属化过孔与对应的所述引线电连接。
示例性的,在本步骤中,导线层可以采用Al/Cu/AlSiCu/W,粘附层可以为TI/TiN/TIW/Cr/Ta/TaN,厚度范围为100nm~5um。
本实施例的压力传感器的制备方法,所制备形成的压力敏感单元包括应力敏感膜、多个压敏电阻以及多根引线,所述多个压敏电阻平行间隔设置,所述多个压敏电阻通过所述多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥,这样,可以有效提高器件的线性度和灵敏度。
在一些可选地实施方式中,所述方法还包括:
在形成所述压敏电阻的同时,在所述第二衬底上形成多个电阻隔离环,所述电阻隔离环环设在对应的所述压敏电阻四周。
本实施例的压力传感器的制备方法,通过在压敏电阻的四周设置电阻隔离环,该电阻隔离环可以有效的减少器件的漏电,减少温漂,提高可靠性,同时,还可以进一步提高器件的线性度和灵敏度。
在一些可选地实施方式中,所述方法还包括:
在所述导线层背离所述第一衬底的一侧形成金属电磁屏蔽件,所述金属电磁屏蔽件分别与所述导线层和所述衬底相连,以使得所述环形惠斯通电桥上下两侧处于同一电位。
本实施例的压力传感器的制备方法,在导线层背离衬底的一侧设置有金属电磁屏蔽件,该金属电磁屏蔽件分别与导线层和衬底相连,这样,可以使得环形惠斯通电桥的正上方和正下方均处于同电位,也即处于等电位,从而可以有效的减小静电和电磁干扰,提高器件的可靠性。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式,然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本公开的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器,其特征在于,所述压力传感器包括衬底、压力敏感单元、绝缘钝化层、导线层以及刻蚀停止层,所述压力敏感单元包括应力敏感膜、多个压敏电阻以及多根引线;其中,
所述衬底沿其厚度方向的第一表面设置有空腔,所述第一表面上设置有所述刻蚀停止层;
所述应力敏感膜设置在所述刻蚀停止层上,所述多个压敏电阻设置在所述应力敏感膜背离所述衬底的一侧,并且,所述多个压敏电阻平行间隔设置,所述多个压敏电阻通过所述多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥;
所述绝缘钝化层设置在所述压力敏感单元背离所述衬底的一侧,所述绝缘钝化层上设置有贯穿其厚度的多个金属化过孔;
所述导线层设置在所述绝缘钝化层背离所述衬底的一侧,所述导线层通过所述金属化过孔与对应的所述引线电连接。
2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,所述多平行环形惠斯通电桥包括平行间隔设置的两个环形桥臂,分别为第一环形桥臂和第二环形桥臂;所述压力敏感单元包括四个压敏电阻以及四根引线,分别为第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、第四压敏电阻、第一引线、第二引线、第三引线以及第四引线;其中,
所述第一压敏电阻与所述第三压敏电阻平行间隔设置,且所述第一压敏电阻与所述第三压敏电阻通过所述第一引线和所述第二引线电连接形成所述第一环形桥臂;
所述第二压敏电阻与所述第四压敏电阻平行间隔设置,且所述第二压敏电阻与所述第四压敏电阻通过所述第三引线和所述第四引线电连接形成所述第二环形桥臂。
3.根据权利要求2所述的压力传感器,其特征在于,同一个环形桥臂内两个压敏电阻之间的间距范围为10um~1000um,相邻两个环形桥臂间相邻两个压敏电阻之间的间距范围为10um~50um;和/或,
所述压敏电阻的长度范围为50um~1500um,所述压敏电阻的宽度范围为2um~200um。
4.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,所述压力敏感单元还包括多个电阻隔离环,所述电阻隔离环环设在对应的所述压敏电阻四周。
5.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,所述电阻隔离环采用PN结电阻隔离环;和/或,
所述电阻隔离环的宽度范围为10um~100um,所述电阻隔离环与对应的所述压敏电阻之间的间距范围为2um~100um。
6.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,所述压力传感器还包括金属电磁屏蔽件,所述金属电磁屏蔽件设置在所述导线层背离所述衬底的一侧;其中,
所述金属电磁屏蔽件分别与所述导线层和所述衬底相连,以使得所述环形惠斯通电桥上下两侧处于同一电位。
7.根据权利要求6所述的压力传感器,其特征在于,所述金属电磁屏蔽件包括屏蔽件主体和连接件;其中,
所述屏蔽件主体设置在所述导线层背离所述衬底的一侧,并且所述屏蔽件主体在所述环形惠斯通电桥上的正投影与所述环形惠斯通电桥重合或落在其外侧;
所述连接件的第一端与所述屏蔽件主体相连,所述连接件的第二端与所述衬底相连。
8.一种具有多平行环形惠斯通电桥的压力传感器的制备方法,其特征在于,包括:
提供第一衬底和第二衬底;
在所述第一衬底沿其厚度方向的第一表面形成刻蚀停止层;
将所述第二衬底与所述第一衬底的第一表面进行键合,并对所述第二衬底进行减薄处理,获得应力敏感膜;
从所述第一衬底沿其厚度方向的第二表面进行刻蚀至所述刻蚀停止层处,获得空腔;
在所述第二衬底背离所述第一衬底的一侧形成多个压敏电阻以及多根引线,所述多个压敏电阻平行间隔设置,所述多个压敏电阻通过所述多根引线电连接形成多平行环形惠斯通电桥;
在所述第二衬底背离所述第一衬底的一侧形成绝缘钝化层并图形化,在所述绝缘钝化层上形成多个金属化过孔;
在所述绝缘钝化层背离所述第一衬底的一侧形成导线层,制备得到所述压力传感器,所述导线层通过所述金属化过孔与对应的所述引线电连接。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述方法还包括:
在形成所述压敏电阻的同时,在所述第二衬底上形成多个电阻隔离环,所述电阻隔离环环设在对应的所述压敏电阻四周。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述导线层背离所述第一衬底的一侧形成金属电磁屏蔽件,所述金属电磁屏蔽件分别与所述导线层和所述衬底相连,以使得所述环形惠斯通电桥上下两侧处于同一电位。
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