CN116793545A - 一种压力传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于压力传感器技术领域，尤其涉及一种压力传感器及其制备方法，该压力传感器具体包括：基底；感压芯片，与所述基底相连接；密封罩，内部形成有腔体，并且与所述感压芯片相连接；引线通孔，贯穿于所述密封罩内，并且其内壁面设置有导电层，所述引线通孔位于所述密封罩开口侧的端部与所述感压芯片相连接；以及引线，一端与所述导电层相连接，另一端延伸至所述密封罩外；综上所述，本申请一方面通过密封罩的设计对感压芯片进行保护，从而有效避免外界环境对感压芯片的影响，提升压力传感器的环境适用性，另一方面采用本申请的设计可以对压力传感器实现晶圆级封装，从而提升加工自动化，提升加工效率。

Description

一种压力传感器及其制备方法

技术领域

本申请属于压力传感器技术领域，尤其涉及一种压力传感器及其制备方法。

背景技术

随着航空、航天及石油化工等领域的不断发展，在这些领域中对压力传感器的需求日益增多，且对特种环境条件下的压力测量的需求也日益迫切，因而对压力传感器提出了诸如：耐高温、高精度、高可靠、微型化等的要求；目前，由于现有的压力传感器直接将压敏电阻等元器件直接暴露于空气内，从而导致压力传感器的环境适用性较差。

发明内容

本申请的目的在于提供一种压力传感器及其制备方法，以改善由于现有的压力传感器直接将压敏电阻等元器件直接暴露于空气内，从而导致压力传感器的环境适用性较差的技术问题。

(一)技术方案

为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种压力传感器，包括：

基底；

感压芯片，与所述基底相连接；

密封罩，内部形成有腔体，并且与所述感压芯片相连接；

引线通孔，贯穿于所述密封罩内，并且其内壁面设置有导电层，所述引线通孔位于所述密封罩开口侧的端部与所述感压芯片相连接；

以及引线，一端与所述导电层相连接，另一端延伸至所述密封罩外。

作为本技术方案的可选方案之一，沿着所述引线通孔的中心线剖切后得到的截面的侧边与所述感压芯片之间为垂直设置。

作为本技术方案的可选方案之一，沿着所述引线通孔的中心线剖切后得到的截面的侧边与所述感压芯片之间按照预设角度倾斜设置。

作为本技术方案的可选方案之一，至少所述引线通孔的内壁面设置为沙漏型结构。

作为本技术方案的可选方案之一，所述密封罩与所述感压芯片之间通过金金键合工艺进行密封连接。

作为本技术方案的可选方案之一，所述感压芯片包括：从上至下依次层叠设置的硅基绝缘层和感压膜片，所述硅基绝缘层上间隔设置有键合环、电极和压敏电阻，所述键合环与所述密封罩的边缘处位置相对应，所述电极与所述引线通孔的位置相对应。

作为本技术方案的可选方案之一，至少将所述压敏电阻的方阻设置为8Ω/方-20Ω/方。

作为本技术方案的可选方案之一，所述密封罩的腔体深度与所述感压膜片的形变量相适配。

作为本技术方案的可选方案之一，所述感压膜片靠近所述基底一侧形成有向所述压敏电阻方向延伸的引压腔。

作为本技术方案的可选方案之一，所述基底上形成有与所述引压腔尺寸相适配的引压孔。

为实现上述目的，本申请第二方面提供了一种压力传感器的制备方法，所述方法包括：

提供一个基底；

形成一个感压芯片，并将所述感压芯片与所述基底相连接；

形成一个具有腔体的密封罩；

在所述密封罩上贯穿形成引线通孔，并且在所述引线通孔内壁面制备出导电层；

将引线的一端与所述导电层相连接，另一端延伸至所述密封罩外；

将所述密封罩和所述引线通孔分别与所述感压芯片相连接。

作为本技术方案的可选方案之一，所述形成一个感压芯片的步骤具体包括：

在所述基底上形成感压膜片；

在所述感压膜片上形成硅基绝缘层；

在所述硅基绝缘层上形成具有预设方阻的硅结构；

在所述硅结构上图案化形成间隔设置的键合环、电极和压敏电阻，其中，所述键合环与所述密封罩的边缘处位置相对应，所述电极与所述引线通孔的位置相对应。

作为本技术方案的可选方案之一，所述在所述密封罩上贯穿形成引线通孔，并且在所述引线通孔内壁面制备出导电层的步骤具体包括：

采用TGV工艺在所述密封罩上图案化形成贯穿的引线通孔；

在所述引线通孔的内壁面依次沉积黏附层和电镀种子层。

作为本技术方案的可选方案之一，所述将所述密封罩与所述感压芯片相连接的步骤具体包括：

采用金金键合工艺将所述密封罩与所述感压芯片进行密封连接。

(二)有益效果

本申请与现有技术相比，具有以下有益效果：

本申请提供了一种压力传感器及其制备方法，该压力传感器具体包括：

基底；感压芯片，与所述基底相连接；密封罩，内部设置有腔体，并且与所述感压芯片相连接；引线通孔，贯穿于所述密封罩内，并且其内壁面设置有导电层，所述引线通孔位于所述密封罩开口侧的端部与所述感压芯片相连接；以及引线，一端与所述导电层相连接，另一端延伸至所述密封罩外；综上所述，本申请一方面通过密封罩的设计对感压芯片进行保护，从而有效避免外界环境对感压芯片的影响，提升压力传感器的环境适用性，另一方面采用本申请的设计可以对压力传感器实现晶圆级封装，从而提升加工自动化，提升加工效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请中压力传感器的结构示意图；

图2是本申请中其中一个实施例示出引线通孔的结构示意图；

图3是本申请中另一个实施例示出引线通孔的结构示意图；

图4是本申请中引线键合层制备后的结构示意图；

图5是本申请中第一键合层和第二键合层制备后的结构示意图；

图6是本申请中密封罩中腔体制备后的结构示意图；

图7是本申请中感压芯片的结构示意图；

图8是本申请中第三键合层和第四键合层制备后的结构示意图；

图9是本申请中引压腔制备后的结构示意图；

图10是本申请中基底的结构示意图；

图11是本申请中感压芯片与基底键合后的结构示意图；

图12是本申请中密封罩与感压芯片键合后的结构示意图。

图中：1、基底；2、感压芯片；3、密封罩；4、引线通孔；5、引线；6、硅基绝缘层；7、感压膜片；8、键合环；9、电极；10、压敏电阻；11、引压腔；12、引压孔；13、引线键合层；14、第一键合层； 15、第二键合层；16、第三键合层；17、第四键合层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细说明：

为了解决上述技术问题，如图1和图3所示，本申请第一方面提出了一种压力传感器，其中硅压阻式压力传感器由于制作工艺简单、成本低、可靠性高等优点，是目前应用最为广泛的一类压力传感器，下面以硅压阻式压力传感器为例进行举例说明，当然，本申请的设计不仅限于上述硅压阻式压力传感器，还可以适用于其他类型传感器，具体不在此做过多赘述。

该压力传感器具体包括：

基底1；为了便于与感压芯片2相键合，当感压芯片2由硅基材料制成时，对应的基底亦由硅基材料制成；优选的，基底1上开设有引压孔12，从而便于将外接的压力快速传输给感压芯片2；

感压芯片2，与基底1相连接，优选通过键合层进行键合连接；

优选的，感压芯片2选用硅压阻式感压芯片2；另外，为了提升键合速率优选的采用阳极键合的方式实现感压芯片2与基底1之间的键合连接，具体的，感压芯片2的底层硅结构与电源正极相连接，基底1 与电源负极相连接，电压设置为200V-1000V，温度为100℃-500℃；当然，感压芯片2与基底1之间不仅限于上述阳极键合的方式，还可以采用其他键合方式，本实施例中未对感压芯片2与基底1之间的具体键合方式进行限定。

密封罩3，内部设置有腔体，并且与感压芯片2相连接，优选通过键合层与感压芯片2键合连接；

具体的，密封罩3选用BF33或者7740的高硼硅玻璃，进一步的，为了保证感压芯片2上壁面和下壁面应力平衡，优选的，基底1选用与密封罩3相同材料制成，并且高度与密封罩3亦相同。

引线通孔4，贯穿于密封罩3内，并且其内壁面设置有导电层，引线通孔4位于密封罩3开口侧的端部与感压芯片2相连接，优选通过键合层进行键合连接，其中如图1所示，将靠近感压芯片2的一侧定义为密封罩的开口侧，将背离感压芯片2的一侧定义为密封罩的闭合侧；具体的，引线通孔4的直径为50μm-100μm，引线通孔4与腔体边缘之间的间距应该大于200μm；另外，导电层优选的采用成本较低的金属铜，当然，还可以采用其他金属，只要具有良好的导电性均可以用于本实施例中；更为具体的，引线通孔4靠近感压芯片2的端部设置有第二键合层15，电极9上设置有与第二键合层15相配合的第三键合层16，为了避免第二键合层15与第三键合层16之间出现台阶，从而在后续工艺过程中产生残胶或者残液等问题，优选的，第二键合层15和第三键合层16形状相同且中心位置重合；更为优选的，第二键合层15和第三键合层16均采用金属金材料制成，其中，第三键合层16的厚度可以设置为20nm-50nm，第二键合层15的厚度可以设置为 100nm-300nm，从而实现引线通孔4与感压芯片2之间通过金金工艺进行键合连接；当然，上述键合层不仅限于由金属金材料制成，还可以采用金属钛或者金属铬材料制成。

以及引线5，一端与导电层相连接，优选通过键合层进行键合连接，另一端延伸至密封罩3外。

具体的，引线通孔4远离感压芯片2的端部设置有引线键合层13，作为对引线5和引线通孔4之间的过渡层，为了避免引线键合层13与引线通孔4之间出现台阶，从而在后续工艺过程中产生残胶或者残液等问题，优选的，引线键合层13和引线通孔4形状相同且中心位置重合；更为优选的，引线键合层13采用金属金材料制成，当然，引线键合层13不仅限于由金属金材料制成，还可以采用金属钛或者金属铬材料制成。

综上所述，本申请一方面通过密封罩的设计对感压芯片进行保护，从而有效避免外界环境对感压芯片的影响，提升压力传感器的环境适用性，另一方面采用本申请的设计可以对压力传感器实现晶圆级封装，从而提升加工自动化，提升加工效率。

在一个具体的实施例中，感压芯片2包括：从上至下依次层叠设置的硅基绝缘层6和感压膜片7，硅基绝缘层6上间隔设置有键合环8、电极9和压敏电阻10；示例性的，基绝缘层6可以设置为氧化硅绝缘层和氮化硅绝缘层，或者其他硅基材料，本实施例对其不做具体的限定；本实施例通过将键合环8、电极9和压敏电阻10进行间隔设置，从而可以对电极9和压敏电阻10起到隔离的作用，进而保证电压信号稳定经由引线通孔4和引线5进行传输。

具体的，键合环8与密封罩3的边缘处位置相对应，电极9与引线通孔4的位置相对应；其中感压膜片7的厚度通过压力传感器实际量程进行调节；更为具体的，密封罩3的边缘处设置有第一键合层14，键合环8上设置有与第一键合层14相配合的第四键合层17，引线通孔 4靠近感压芯片2的一端设置有第二键合层15，电极9上设置有与第二键合层15相配合的第三键合层16，为了避免第一键合层14与第四键合层17以及第二键合层15与第三键合层16之间出现台阶，从而在后续工艺过程中产生残胶或者残液等问题，优选的，第一键合层14和第四键合层17形状相同且中心位置重合，第二键合层15和第三键合层16形状相同且中心位置重合；更为优选的，第一键合层14、第二键合层15、第三键合层16和第四键合层17均采用金属金材料制成，其中，第一键合层14和第三键合层16的厚度可以设置为20nm-50nm，第二键合层15和第四键合层17的厚度可以设置为100nm-300nm，从而实现密封罩3与感压芯片2之间通过金金工艺进行键合连接，进而通过密封罩3对电极9和压敏电阻10进行真空密封，最终实现对感压芯片 2进行晶圆级封装；当然，上述键合层不仅限于由金属金材料制成，还可以采用金属钛或者金属铬材料制成。

由于氧化硅在超过125℃的工作温度下不会发生变化，从而本申请通过硅基绝缘层6对压敏电阻10与感压膜片7进行隔离，进而使得本申请的压力传感器可以在超过125℃的工作温度下可以稳定工作；综上采用本实施例的设计可以有效避免当压敏电阻10与感压膜片7之间采用p-n结进行隔离时，由于工作温度超过125℃从而导致半导体本征激发，进而导致p-n结失效的问题。

在上述实施例中，至少将压敏电阻10的方阻设置为8Ω/方-20Ω/ 方，从而保证电信号在稳定输出的前提下可以避免发热，延长压力传感器的使用寿命，优选的，键合环8、电极9和压敏电阻10的方阻均设置为8Ω/方-20Ω/方；当然，压敏电阻10还可以设置为400Ω/方，但是在高温时电信号输出不稳定，故优选采用上述参数范围内。

在一个优选的实施例中，密封罩3的腔体深度与感压膜片7的形变量相适配，而密封罩3的宽度尺寸与感压芯片2的宽度尺寸相适配即可，从而保证电极9和压敏电阻10均设置于密封罩3的腔体内，进而对电极9和压敏电阻10实现真空密封；在实际使用过程中当压力传递至感压膜片7后，将导致感压膜片7发生形变，该形变进一步传递到压敏电阻10上，引起压敏电阻10电阻值发生变化，从而将压力信号转化为电信号，最后电信号依次经由电极9、引线通孔4以及引线5 传输给其他元件。

根据本申请的一个实施例，如图1所示，感压膜片7靠近基底1 一侧形成有向压敏电阻10方向延伸的引压腔11，该引压腔11的开口尺寸与引压孔12的开口尺寸相适配，从而保证经由引压孔12的压力可以全部进入引压腔11内，最终全部对感压膜片7所承接；具体的，如图1所示，引压腔11可以设置为梯形，该梯形的短边朝向压敏电阻 10，宽边与引压孔12相连通，当然，引压孔12还可以设置为拱形结构，该拱形的圆弧端朝向压敏电阻10，竖直段与引压孔12相连通，本实施例中引压腔11还可以设置为其他形状，只要可以将压力集中与压敏电阻10的形状设计均适用于本实施例中。

在上述实施例中，为了保证引线通孔4内壁面导电层涂覆的均匀性，如图1和图2所示，沿着所述引线通孔的中心线剖切后得到的截面的侧边与所述感压芯片之间为垂直设置，也就是说该截面整体呈矩形结构；在另一个具体的实施例中，为了保证在进行导电层涂覆过程中，有更多的导电层涂覆于引线通孔4的内壁面，如图3所示，沿着所述引线通孔的中心线剖切后得到的截面的侧边与所述感压芯片之间按照预设角度θ倾斜设置，也就是说该截面整体至少为梯形结构，优选的，预设角度θ的设置范围为80°-88°，也就是说，引线通孔4的内壁面与垂直线之间的夹角范围为2°-10°；对应的，引线通孔4 可以设置为梯形，即宽边与引线5键合连接，短边与感压芯片2的电极9键合连接；在一个优选的实施例中，至少引线通孔4的内壁面设置为沙漏型结构；为了加工方便优选的引线通孔4的内壁面和外壁面均可以设置为沙漏型结构，当然，也可以仅引线通孔4的内壁面设置为沙漏型结构，而引线通孔4的外壁面与感压芯片2之间为垂直设置，具体结构选择可以在引线通孔4加工前进行预先选择。

基于同一个申请构思，本申请第二方面提供了一种压力传感器的制备方法，方法包括：

提供一个基底1；

形成一个感压芯片2，并将感压芯片2与基底1相连接；优选通过键合层进行键合连接；

具体的，在基底1上形成感压膜片7；

在感压膜片7上形成硅基绝缘层6；

在硅基绝缘层6上形成具有预设方阻的硅结构；

在硅结构上图案化形成间隔设置的键合环8、电极9和压敏电阻 10，其中，键合环8与密封罩3的边缘处位置相对应，电极9与引线通孔4的位置相对应。

形成一个具有腔体的密封罩3；

具体的，该密封罩3腔体的深度与感压膜片7的形变量相适配，示例性的，该密封罩3腔体的深度为10μm-20μm。

在密封罩3上贯穿形成引线通孔4，并且在引线通孔4内壁面制备出导电层；

具体的，采用TGV工艺在密封罩3上图案化形成贯穿的引线通孔4；

在引线通孔4的内壁面依次沉积黏附层和电镀种子层。

将引线5的一端与导电层相连接；优选通过键合层进行键合连接，另一端延伸至密封罩3外；

将密封罩3和引线通孔4分别与感压芯片2相连接；优选通过键合层进行键合连接。

优选的，采用金金键合工艺将密封罩3与感压芯片2进行密封连接。

下面以硅压阻式压力传感器的制备方法进行举例说明：

首先进行引线通孔4的制备，具体制备过程如下：

如图2所示，选用BF33型或者7740型的高硼硅玻璃制备出密封罩3，在密封罩3上图案化形成引线通孔4，该引线通孔4直径可以设置为50um-100um；优选采用激光诱导以及刻蚀技术进行引线通孔4的制备，具体制备过程为：首先通过激光对高硼硅玻璃进行改性处理，之后利用激光对需要打孔的位置进行扫描以形成改性区域，最后采用湿法刻蚀方式将激光改性区域刻蚀为具有一定深宽比的引线通孔4，其中，腐蚀过程中使用的腐蚀液由10％-30％氢氟酸溶液与5％-20％氟化铵溶液采用30℃-60℃水浴加热方式进行混合；该引线通孔4的截面可以选用柱状或者沙漏状，具体的，如图3所示当引线通孔4的截面设计为沙漏状时，该沙漏状引线通孔4的内壁面与感压芯片2之间的夹角θ的设置范围为80°-88°，也就是说该引线通孔4的内壁面与垂直线之间的夹角范围为2°-10°。

之后采用物理气相沉积或者化学气相沉积工艺在前述制备出的引线通孔4内壁依次沉积黏附层和电镀种子层，其中黏附层可以设置为金属钛或者金属铬，厚度为20nm-50nm，电镀种子层设置为铜，厚度为 0.2nm-0.5nm，综上，该步骤通过在引线通孔4内壁面制备出导电层的方式以实现电路连接。

如图4所示，采用物理气相沉积的方式在引线5孔上沉积一层引线键合层13，从而作为引线5与引线通孔4之间的过渡层，为了避免引线键合层13与引线通孔4之间出现台阶，从而在后续工艺过程中产生残胶或者残液等问题，优选的，引线键合层13和引线通孔4形状相同且中心位置重合；更为优选的，引线键合层13采用金属金材料制成，当然，引线键合层13不仅限于由金属金材料制成，还可以采用金属钛或者金属铬材料制成；之后通过光刻工艺对引线键合层13进行图形化，从而制备出所需要的形状；当然，也可以采用先光刻之后在物理气相沉积的lift-off工艺得到所需要的引线键合层13，上述制备流程通过省略刻蚀的步骤以减少引线键合层13的制备工序，提高制备效率。

如图5所示采用物理气相沉积的工艺在密封罩3的开口侧沉积一层金属层，并在密封罩3的边缘处图案化形成第一键合层14，以及在与引线通孔4相对应的位置图案化形成第二键合层15，其中，第一键合层14的厚度为20nm-50nm，第二键合层15的厚度为100nm-300nm，优选的第一键合层14和第二键合层15由金属金或者金属钛制备形成，另外，在光刻过程中第一键合层14的线条宽度范围为500μm-2000μ m；为了避免引线键合层13与引线通孔4之间出现台阶，从而在后续工艺过程中产生残胶或者残液等问题，优选的，第二键合层15的形状与引线通孔4的形状相同且中心位置重合。

之后采用化学机械抛光工艺对第一键合层14和第二键合层15进行抛光处理，以使得第一键合层14和第二键合层15的粗糙度达到1nm 以下，以提升键合强度；当然在第一键合层14和第二键合层15制备过程中，可以采用先光刻之后在物理气相沉积的lift-off工艺得到所需要的第一键合层14和第二键合层15，最后通过化学机械抛光工艺进行抛光处理即可，上述制备流程通过省略刻蚀的步骤以减少第一键合层14和第二键合层15的制备工序，提高制备效率。

如图6所示，采用第一键合层14和第二键合层15作为掩膜层对密封罩3朝向感压芯片2的壁面进行刻蚀以形成腔体，该腔体作为压力传感器的压力参考腔，本实施例中即可采用干法刻蚀又可以采用湿法刻蚀，且刻蚀深度为10-20μm，与感压膜片7的形变量相适配，其中需要注意的是引线通孔4与腔体边缘之间的间距应该大于200μm。

另一方面，如图7-图11所示对感压芯片2进行制备，首先涂覆一层底层硅，并图案化形成感压膜片7，其厚度通过压力传感器实际量程进行调节，示例性的厚度可以为300-500μm，为了实现将压力更多的集中于压敏电阻10上，如图9所示，在感压膜片7远离密封罩3壁面采用光刻加湿法腐蚀工艺进行图形化形成引压腔11，在实际使用过程中压力通过引压腔11传递到感压膜片7上，导致感压膜片7发生变形，该形变进一步传递到压敏电阻10上，引起压敏电阻10电阻值发生变化。

之后在感压膜片7上制备出一层硅基绝缘层6，其厚度为1-2μm；最后在硅基绝缘层6上制备出一层顶层硅，其厚度为1-2μm，并采用离子注入或者热扩散工艺对顶层硅进行注入或者掺杂，从而使得顶层硅的方阻达到8-20Ω/方，然后采用干法刻蚀工艺对其图形化形成间隔设置的压敏电阻10、电极9、键合环8，其中，键合环8与密封罩3 的边缘处位置相对应，电极9与引线通孔4的位置相对应，在上述方阻参数下将保证电信号在稳定输出的前提下可以避免发热，延长压力传感器的使用寿命。

之后如图8所示在键合环8上通过涂覆以及光刻工艺制备出第四键合层17，在电极9上制备出第三键合层16，对应的，第四键合层17 的厚度为100-300nm，第三键合层16的厚度为20-50nm，且均可以由金属钛、金属铬或者金属金其中一种制备形成，其中在涂覆后采用化学机械抛光工艺对第三键合层16和第四键合层17进行抛光处理，以使得第三键合层16和第四键合层17的粗糙度达到1nm以下，以提升键合强度；当然在第三键合层16和第四键合层17制备过程中，可以采用先光刻之后在物理气相沉积的lift-off工艺得到所需要的第三键合层16和第四键合层17，最后通过化学机械抛光工艺进行抛光处理即可，上述制备流程通过省略刻蚀的步骤以减少第三键合层16和第四键合层17的制备工序，提高制备效率。

如图10所示对基底1进行制备，为了保证感压芯片2上壁面和下壁面应力处于平衡状态，优选的，基底1采用与密封罩3相同的材料制成，示例性的，可以由BF33型或者7740型的高硼硅玻璃制成，且高度与密封罩3的高度相等；制备时首先对基底1进行双面光刻，之后采用湿法腐蚀的工艺形成与感压芯片2的引压腔11相连通的引压孔 12。

最后将基底1与感压芯片2进行键合连接以及将密封罩3与感压芯片2进行键合连接，具体键合过程如下：

当对基底1与感压芯片2进行键合连接时，首先将感压膜片7与电源正极相连接，基底1与电源负极相连接，电压调至200-1000V，温度调至100-500℃，从而通过阳极键合的方式实现基底1与感压芯片2 的键合连接，该键合方式操作简单，键合速度快；当对密封罩3与感压芯片2进行键合连接时，优选第一键合层14和第四键合层17由金属金材料制成，从而实现密封罩3与感压芯片2之间通过金金键合方式进行连接，在键合过程中，压力设置为40-100kN，温度设置为 350-450℃；如图11所示，当感压芯片2与密封罩3键合完成后，对其进行划片处理以形成单颗压力芯片，然后在引线5层上通过超声波热压焊的方式键合金属引线5，从而将传感器的电信号引出。

综上所述，本申请通过TGV工艺设计对SOI感压芯片进行真空封装，优化了高温压力传感器传感器封装的设计，在提高压力传感器使用温度的同时，实现了高温压力传感器的晶圆级封装。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

而且，术语“包括”、“包含”和“具有”以及他们的任何变形或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改和变化对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括：

基底；

感压芯片，与所述基底相连接；

密封罩，内部设置有腔体，并且与所述感压芯片相连接；

引线通孔，贯穿于所述密封罩内，并且其内壁面设置有导电层，所述引线通孔位于所述密封罩开口侧的端部与所述感压芯片相连接；

以及引线，一端与所述导电层相连接，另一端延伸至所述密封罩外。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，沿着所述引线通孔的中心线剖切后得到的截面的侧边与所述感压芯片之间为垂直设置。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，沿着所述引线通孔的中心线剖切后得到的截面的侧边与所述感压芯片之间按照预设角度倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，至少所述引线通孔的内壁面设置为沙漏型结构。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述密封罩与所述感压芯片之间通过金金键合工艺进行密封连接。

6.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，所述感压芯片包括：依次层叠设置的硅基绝缘层和感压膜片，所述硅基绝缘层上间隔设置有键合环、电极和压敏电阻，所述键合环与所述密封罩的边缘处位置相对应，所述电极与所述引线通孔的位置相对应。

7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述压敏电阻的方阻为8Ω/方-20Ω/方。

8.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述密封罩的腔体深度与所述感压膜片的形变量相适配。

9.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述感压膜片靠近所述基底一侧形成有向所述压敏电阻方向延伸的引压腔。

10.根据权利要求9所述的压力传感器，其特征在于，所述基底上形成有与所述引压腔尺寸相适配的引压孔。

11.一种压力传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一个基底；

形成一个感压芯片，并将所述感压芯片与所述基底相连接；

形成一个具有腔体的密封罩；

在所述密封罩上贯穿形成引线通孔，并且在所述引线通孔内壁面制备出导电层；

将引线的一端与所述导电层相连接，另一端延伸至所述密封罩外；

将所述密封罩和所述引线通孔分别与所述感压芯片相连接。

12.根据权利要求11所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述形成一个感压芯片的步骤具体包括：

在所述基底上形成感压膜片；

在所述感压膜片上形成硅基绝缘层；

在所述硅基绝缘层上形成具有预设方阻的硅结构；

在所述硅结构上图案化形成间隔设置的键合环、电极和压敏电阻，其中，所述键合环与所述密封罩的边缘处位置相对应，所述电极与所述引线通孔的位置相对应。

13.根据权利要求12所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述在所述密封罩上贯穿形成引线通孔，并且在所述引线通孔内壁面制备出导电层的步骤具体包括：

采用TGV工艺在所述密封罩上图案化形成贯穿的引线通孔；

在所述引线通孔的内壁面依次沉积黏附层和电镀种子层。

14.根据权利要求13所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述将所述密封罩与所述感压芯片相连接的步骤具体包括：

采用金金键合工艺将所述密封罩与所述感压芯片进行密封连接。