DE102010038847A1 - Pressure sensor e.g. semiconductor pressure sensor has central cavity that is formed by etching in silicon membrane support, and is extended to measuring diaphragm - Google Patents

Pressure sensor e.g. semiconductor pressure sensor has central cavity that is formed by etching in silicon membrane support, and is extended to measuring diaphragm Download PDF

Info

Publication number
DE102010038847A1
DE102010038847A1 DE102010038847A DE102010038847A DE102010038847A1 DE 102010038847 A1 DE102010038847 A1 DE 102010038847A1 DE 102010038847 A DE102010038847 A DE 102010038847A DE 102010038847 A DE102010038847 A DE 102010038847A DE 102010038847 A1 DE102010038847 A1 DE 102010038847A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
silicon
carrier body
measuring
pressure sensor
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.)
Withdrawn
Application number
DE102010038847A
Other languages
German (de)
Inventor
Ulrich Buder
Frank Päßler
Anh Tuan Tham
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.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
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 Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Priority to DE102010038847A priority Critical patent/DE102010038847A1/en
Publication of DE102010038847A1 publication Critical patent/DE102010038847A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring 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
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0042Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • G01L9/0048Details about the mounting of the diaphragm to its support or about the diaphragm edges, e.g. notches, round shapes for stress relief
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring 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
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
    • G01L9/0054Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

The sensor has a measuring diaphragm (1) on which to-be-measured pressure is exerted. Pressure-dependent deflection of a central deflection region (18), is detected by a transducer (14). Diaphragm supported by a silicon membrane support (2) is connected to edge portion along a circumferential joint. The diaphragm and diaphragm support are connected by a gold-silicon eutectic material (3). A central cavity (22) formed by etching in membrane support is extended to diaphragm. Cavity region extended to eutectic material layer is corroded with potassium hydroxide. An independent claim is included for manufacturing method of pressure sensor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor und ein Verfahren zu seiner Herstellung, insbesondere einen Halbleiterdrucksensor, welcher eine Messmembran und einen Membranträgerkörper aufweist, wobei die Messmembran und/oder der Membranträgerkörper Silizium umfasst. Der Membranträgerkörper trägt die Messmembran und weist eine durchgehende Kavität auf, welche durch die Messmembran verschlossen ist, die entlang eines umlaufenden Randes mit dem Membranträger verbunden ist, wobei die Kavität des Membranträgerkörpers den auslenkbaren Bereich der Messmembran definiert. Die Kavität des Membranträgerkörpers wird gewöhnlich in nasschemischen Ätzprozessen gefertigt, wobei die Steuerung der Ätztiefe über die Ätzzeit erfolgt. Um die Genauigkeit des Ätzergebnisses zu verbessern, kann die erreichte Ätztiefe gemessen und gegebenenfalls nachgeätzt werden. Durch Inhomogenitäten von Reaktanten in der Ätzlösung und Alterung der Ätzbäder treten allerdings Abweichungen in der Ätztiefe über die Waferoberfläche bzw. über die Zeit auf, die nur mit großem Aufwand kontrolliert werden können.The present invention relates to a pressure sensor and a method for its production, in particular a semiconductor pressure sensor, which has a measuring membrane and a membrane carrier body, wherein the measuring membrane and / or the membrane carrier body comprises silicon. The membrane carrier body carries the measuring membrane and has a continuous cavity, which is closed by the measuring membrane, which is connected along a peripheral edge with the membrane carrier, wherein the cavity of the membrane carrier body defines the deflectable region of the measuring membrane. The cavity of the membrane carrier body is usually fabricated in wet chemical etching processes, wherein the control of the etch depth over the etching time. In order to improve the accuracy of the etching result, the etching depth achieved can be measured and optionally etched. Due to inhomogeneities of reactants in the etching solution and aging of the etching baths, however, deviations occur in the etching depth over the wafer surface or over time, which can only be controlled with great effort.

Der Einsatz von Ätzstoppschichten ist eine bekannte Maßnahme zur Reduktion des Kontrollaufwands, wobei allerdings diverse eingesetzten Oxidschichten oder hochdotierte Siliziumschichten die Materialkosten erheblich erhöhen, wobei hinsichtlich der geeigneten nasschemischen Ätzverfahren Einschränkungen bestehen. Es ist zudem fraglich inwieweit, diese Vorgehensweise, einen kontrollierten Ätzprozess für Drucksensoren mit Messmembranen aus anderen Materialien als Silizium ermöglicht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucksensor bereitzustellen, welcher die Nachteile des Stands der Technik überwindet und einfach herstellbar ist.The use of etch stop layers is a known measure to reduce the control effort, although various oxide layers used or highly doped silicon layers significantly increase the material costs, with respect to the suitable wet chemical etching process restrictions. It is also questionable to what extent, this procedure, a controlled etching process for pressure sensors with measuring membranes made of materials other than silicon allows. It is therefore an object of the present invention to provide a pressure sensor which overcomes the disadvantages of the prior art and is easy to manufacture.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Drucksensor gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und das Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 8.The object is achieved by the pressure sensor according to the independent claim 1 and the method for producing a pressure sensor according to the independent claim. 8

Der erfindungsgemäße Drucksensor umfasst:
eine Messmembran, welche mit einem zu messenden Druck beaufschlagbar ist, welche einen zentralen Auslenkungsbereich aufweist, der von einem Randbereich umgeben ist, einen Wandler zum Erfassen einer druckabhängigen Auslenkung des Auslenkungsbereichs der Messmembran, und einen Membranträgerkörper, welcher die Messmembran trägt, und welcher mit dem Randbereich entlang einer umlaufenden Fügestelle druckdicht verbunden ist, wobei der Membranträgerkörper Silizium aufweist, wobei die Messmembran einen anderen Werkstoff als Silizium aufweist, wobei die Messmembran und der Membranträgerkörper durch ein Gold-Silizium-Eutektikum miteinander verbunden sind, wobei der Membranträgerkörper eine zentrale Kavität aufweist, die sich bis zur Messmembran erstreckt, wobei die zentrale Kavität in den Membranträgerkörper nach der Herstellung der Verbindung des Membranträgerkörpers mit der Messmembran mittels Ätzen gefertigt ist, wobei die Kavität bis zur Schicht des Gold-Silizium-Eutektikums geätzt ist.
The pressure sensor according to the invention comprises:
a measuring diaphragm, which can be acted upon by a pressure to be measured, which has a central deflection region which is surrounded by an edge region, a transducer for detecting a pressure-dependent deflection of the deflection region of the measuring membrane, and a membrane carrier body, which carries the measuring membrane, and which with the Edge region along a peripheral joint pressure-tight manner, wherein the membrane carrier body comprises silicon, wherein the measuring membrane comprises a material other than silicon, wherein the measuring membrane and the membrane carrier body are interconnected by a gold-silicon eutectic, wherein the membrane carrier body has a central cavity, which extends to the measuring membrane, wherein the central cavity is made in the membrane carrier body after the preparation of the compound of the membrane carrier body with the measuring membrane by means of etching, wherein the cavity until the layer of gold-silicon Eutektiku ms is etched.

Die eutektische Gold-Silizum-Schicht hat also bei der Präparation der Kavität als Ätzstopp gedient. In den meisten Fällen wird die Au-Si-Schicht die Unterseite der Messmembran in der Kavität bilden. Ggf. kann die Au-Si-Schicht nach der Präparation der Kavität mit einer mit einer Deckschicht beschichtet sein.The eutectic gold-silicon layer thus served as an etch stop during the preparation of the cavity. In most cases, the Au-Si layer will form the bottom of the measuring membrane in the cavity. Possibly. For example, after the preparation of the cavity, the Au-Si layer may be coated with a cover layer.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Drucksensor einen (piezo-)resistiven Wandler auf, welcher beispielsweise durch Präparation piezoresistiver Widerstandselemente mittels Dotieren der Messmembran, oder – je nach Material – Si-Dünnschichttechnik auf der Messmembran herstellbar ist.In one development of the invention, the pressure sensor has a (piezoresistive) resistive converter, which can be produced, for example, by preparing piezoresistive resistance elements by means of doping the measuring diaphragm or, depending on the material, Si thin-film technology on the measuring diaphragm.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Messmembran SiC, Al2O3, Diamant oder einen anderen Isolator als mechanisch bestimmendes Material, wobei in einer Ausgestaltung dieses Material der Messmembran mit Silizium beschichtet ist, und wobei in der Siliziumschicht Widerstandselemente eines piezoresistiven Wandler präpariert sind.In one development of the invention, the measuring membrane comprises SiC, Al 2 O 3 , diamond or another insulator as a mechanically determining material, wherein in one embodiment this material of the measuring membrane is coated with silicon, and resistive elements of a piezoresistive transducer are prepared in the silicon layer.

Ein Material ist beispielsweise dann mechanisch bestimmend für die Messmembran, wenn das Widerstandsmoment eines Querschnitts des Auslenkungsbereichs senkrecht zu den Verbindungsflächen durch das Zentrum des Auslenkungsbereichs mindestens zu 75%, vorzugsweise mindestens zu 90% durch das Widerstandsmoment des Materials in dem Querschnitt bestimmt ist.A material is mechanically determinative of the measuring diaphragm, for example, if the moment of resistance of a cross section of the deflection region perpendicular to the connecting surfaces through the center of the deflection region is at least 75%, preferably at least 90% determined by the moment of resistance of the material in the cross section.

Die Messmembranen und die Membranträgerkörper werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung insbesondere im Waferverband miteinander verbunden, wobei zur Herstellung einer Verbindung über ein Gold-Silizium-Eutektikum zumindest einer der Fügepartner mit einer Goldschicht zu versehen ist, wobei in dem Fall, dass ein Fügepartner einen anderen Basiswerkstoff als Silizium aufweist, dieser Fügepartner mit Gold zu beschichten ist.According to a development of the invention, the measuring membranes and the membrane carrier bodies are connected to one another, in particular in the wafer assemblage, at least one of the joining partners being provided with a gold layer for producing a compound via a gold-silicon eutectic, in which case one joining partner has another Base material has as silicon, this joining partner is to coat with gold.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors insbesondere eines erfindungsgemäßen Drucksensors, weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Membranwafers, aus welchem eine Vielzahl von Messmembranen zu fertigen ist, wobei der Membranwafer als mechanisch bestimmendes Material ein anderes Material als Silizium aufweist, wobei der Membranwafer eine erste Verbindungsfläche aufweist, die einen anderen Werkstoff als Si aufweist; Bereitstellen eines Membranträgerkörperwafers, aus welchem eine Vielzahl von Membranträgerkörpern zu fertigen ist, wobei der Membranträgerkörperwafer Silizium aufweist, wobei der Membranträgerkörperwafer eine zweite Verbindungsfläche aufweist, welche mit der ersten Verbindungsfläche zu verbinden ist, wobei die zweite Verbindungsfläche Silizium aufweist Beschichten der ersten Verbindungsfläche mit Gold; Verbinden der beiden Verbindungsflächen unter Bilden eines Gold-Silizium-Eutektikums, und Ätzen von Kavitäten in den Membranträgerkörperwafer mittels eines nasschemischen Ätzverfahrens, wobei sich die Kavitäten bis zur Gold-Silizium-Schicht erstrecken, wobei die Schicht als Ätzstopp dient.The inventive method for producing a pressure sensor, in particular a pressure sensor according to the invention, comprises the following steps: providing a membrane wafer, from which a plurality of measuring membranes is to be manufactured, wherein the membrane wafer as mechanical determining material comprises a material other than silicon, wherein the membrane wafer a having first bonding surface having a material other than Si; Providing a membrane carrier body wafer from which to manufacture a plurality of membrane carrier bodies, the membrane carrier body wafer comprising silicon, the membrane carrier body wafer having a second connection surface to be bonded to the first connection surface, the second connection surface comprising silicon coating the first connection surface with gold; Bonding the two bonding surfaces to form a gold-silicon eutectic, and etching cavities into the membrane support body wafers by a wet chemical etching process, wherein the cavities extend to the gold-silicon layer, the layer serving as an etch stop.

Die eutektische Gold-Silizium-Schicht, welche die Verbindung zwischen dem Membranträgerkörper und der Messmembran bildet, weist im Bereich der Verbindung beispielsweise eine Schichtdicke von nicht weniger als 500 nm, vorzugsweise nicht weniger als 750 nm auf.The eutectic gold-silicon layer, which forms the connection between the membrane carrier body and the measuring membrane, has in the region of the compound, for example, a layer thickness of not less than 500 nm, preferably not less than 750 nm.

Zur Präparation des Eutektikums wird eine Au-Schicht in einer Stärke von nicht weniger als 150 nm auf der ersten Verbindungsfläche abgeschieden welche mit der zweiten Verbindungsfläche zu verbinden ist.For preparation of the eutectic, an Au layer is deposited in a thickness of not less than 150 nm on the first bonding surface to be bonded to the second bonding surface.

Bei hinreichendem Anpressdruck wird bei Temperaturen zwischen 363°C und etwa 410°C wird das Au-Si-Eutektikum gebildet, welches eine mechanisch hinreichend starke, elektrisch leitfähige und dichte Verbindung zwischen der Messmembran und dem Membranträgerkörper gewährleistet.At sufficient contact pressure at temperatures between 363 ° C and about 410 ° C, the Au-Si eutectic is formed, which ensures a mechanically sufficiently strong, electrically conductive and tight connection between the measuring membrane and the membrane carrier body.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vor dem Aufbringen der Goldschicht eine Haftvermittlerschicht zu präparieren. Als Haftvermittler sind insbesondere Titan oder Chrom geeignet. Die Stärke der Haftvermittlerschicht beträgt insbesondere 20 nm und weniger.According to one embodiment of the invention, an adhesion promoter layer is to be prepared before the application of the gold layer. Titanium or chromium are particularly suitable as adhesion promoters. The thickness of the primer layer is in particular 20 nm and less.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Ätzverfahren eine nasschemische Ätzung mit KOH.In one development of the invention, the etching method according to the invention comprises a wet-chemical etching with KOH.

Die Erfindung wird nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:The invention will now be explained with reference to an embodiment shown in the drawings. It shows:

1: Eine Messmembran und einen Membranträgerkörper vor dem Verbinden; 1 A measuring membrane and a membrane carrier body before joining;

2: eine Messmembran und einen Membranträgerkörper nach dem Verbinden durch Ausbilden des Gold-Silizium-Eutektikums; und 2 a measurement membrane and a membrane support body after bonding by forming the gold-silicon eutectic; and

3: einen erfindungsgemäßen Drucksensor nach Ätzen der Kavität im Membranträgerkörper. 3 : a pressure sensor according to the invention after etching the cavity in the membrane carrier body.

In den 1 bis 3 sind im Sinne der Übersichtlichkeit jeweils eine einzelne Messmembran und ein einzelner Membranträgerkörper bzw. deren Vorläufer während der Herstellung des erfindungsgemäßen Drucksensors gezeigt. Tatsächlich werden diese Komponenten jedoch zunächst im Waferverband hergestellt und bearbeitet und nach dem Verbinden der beiden Wafer von Messmembranen und Membranträgerkörpern und im Ätzen der Kavität im Membranträgerkörper werden die solchermaßen präparierten Drucksensoren vereinzelt. 1 zeigt eine Messmembran 1, und einen Basiswafer 2, wobei die Messmembran 1 an ihrer Unterseite, welche dem Membranträgerkörper 2 zugewandt ist, eine Goldschicht aufweist, welche beispielsweise durch ... auf der Unterseite der Messmembran abgeschieden ist. Auf der Oberseite der Messmembran sind Piezowiderstände 14 angeordnet, welche durch metallische Leiterbahnen 16 kontaktiert sind. Die Messmembran 1 umfasst beispielsweise ein Siliziumcarbidsubstrat, auf welchem die piezoresestiven Widerstandselemente, die insbesondere in einer Vollbrückenschaltung angeordnet sind, in einer zu diesem Zweck aufgebrachten Siliziumschicht angeordnet sind. Die Leiterbahnen können insbesondere metallische Leiterbahnen sein, welche insbesondere Aluminium aufweisen. Der Membranträgerkörper 2 umfasst monokristallines Silizium, wobei die der Messmembran zugewandte Verbindungsfläche eine (1,0,0)-Orientierung aufweist.In the 1 to 3 For the sake of clarity, in each case a single measuring membrane and a single membrane carrier body or their precursors are shown during the production of the pressure sensor according to the invention. In actual fact, however, these components are first produced and processed in the wafer assembly, and after connecting the two wafers of measuring membranes and membrane carrier bodies and etching the cavity in the membrane carrier body, the thus prepared pressure sensors are separated. 1 shows a measuring membrane 1 , and a base wafer 2 , wherein the measuring diaphragm 1 on its underside, which the membrane carrier body 2 facing, has a gold layer, which is deposited for example by ... on the underside of the measuring membrane. Piezo resistors are on top of the measuring diaphragm 14 arranged, which by metallic conductor tracks 16 are contacted. The measuring membrane 1 For example, a silicon carbide substrate on which the piezoresistive resistance elements, which are arranged in particular in a full bridge circuit, are arranged in a silicon layer applied for this purpose. The conductor tracks may in particular be metallic conductor tracks, which in particular have aluminum. The membrane carrier body 2 comprises monocrystalline silicon, wherein the connection membrane facing the measuring membrane has a (1,0,0) orientation.

2 zeigt den Drucksensor nach dem Verbinden der Messmembran 1 mit dem Membranträgerkörper 2, wobei zwischen der Messmembran und dem Membranträgerkörper ein Gold-Silizium-Eutektikum ausgebildet ist, durch welches die Messmembran und der Membranträgerkörper fest miteinander verbunden sind. 2 shows the pressure sensor after connecting the measuring diaphragm 1 with the membrane carrier body 2 , wherein between the measuring membrane and the membrane carrier body a gold-silicon eutectic is formed, through which the measuring membrane and the membrane carrier body are firmly connected to each other.

3 zeigt schließlich den erfindungsgemäßen Drucksensor nach dem Ätzen einer Kavität 22 in dem Membranträgerkörper, wobei das Ätzen im nasschemischen Verfahren mittels KOH erfolgt ist. Die Ätzung erstreckt sich bis zum Gold-Silizium-Eutektikum, wodurch die Membran eine definierte und einheitliche Stärke aufweist. Die Kavität ist von einem Randbereich 24 umgeben, dessen Erstreckung zur Membranmitte hin durch den Verlauf der Ätzfront während des anisotropen Ätzens mit KOH gegeben ist. Die piezoresistiven Widerstandselemente 14 sind so platziert, dass sie insbesondere den Bereich maximaler mechanischer Spannungen erfassen, welche in einer Randzone des durch die Kavität definierten Auslenkungsbereichs der Messmembran liegt. 3 finally shows the pressure sensor according to the invention after etching a cavity 22 in the membrane carrier body, wherein the etching has been carried out in the wet chemical method by means of KOH. The etch extends to the gold-silicon eutectic, whereby the membrane has a defined and uniform thickness. The cavity is from a border area 24 surrounded, whose extension is given to the center of the membrane through the course of the etching front during the anisotropic etching with KOH. The piezoresistive resistance elements 14 are placed so that they detect in particular the range of maximum mechanical stresses, which lies in an edge zone of the defined by the cavity deflection region of the measuring diaphragm.

Anstelle einer Messmembran mit einem Siliziumcarbidsubstrat kann selbstverständlich eine Messmembran mit einem anderen Material zum Einsatz kommen, beispielsweise Aluminiumoxyd, Diamant, oder Zirkoniumoxyd.Instead of a measuring membrane with a silicon carbide substrate, it goes without saying that a measuring membrane with a different material is used, for example aluminum oxide, diamond or zirconium oxide.

Claims (10)

Drucksensor, umfassend eine Messmembran (1), welche mit einem zu messenden Druck beaufschlagbar ist, wobei die Messmembran einen zentralen Auslenkungsbereich (18) aufweist, der von einem Randbereich umgeben ist; einen Wandler (14) zum Erfassen einer druckabhängigen Auslenkung des Auslenkungsbereichs (18) der Messmembran (1) in ein elektrisches oder optisches Signal; und einen Membranträgerkörper (2), welcher die Messmembran (1) trägt, und welcher mit dem Randbereich entlang einer umlaufenden Fügestelle druckdicht verbunden ist, wobei der Membranträgerkörper (2) eine zentrale Kavität (22) aufweist, die sich bis zur Messmembran (1) erstreckt, wobei die zentrale Kavität in den Membranträgerkörper (2) nach der Herstellung des Membranträgerkörpers mit der Messmembran mittels Ätzen gefertigt ist, wobei der Membranträgerkörper Silizium aufweist, und wobei die Messmembran als mechanisch bestimmendes Material einen anderen Werkstoff als Silizium aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmembran (1) und der Membranträgerkörper (2) durch ein Gold-Silizium-Eutektikum (3) miteinander verbunden sind, wobei die Kavität (22) bis zur Schicht des Gold-Silizium-Eutektikums (3) geätzt ist.Pressure sensor comprising a measuring diaphragm ( 1 ), which can be acted upon by a pressure to be measured, wherein the measuring diaphragm has a central deflection region ( 18 ) surrounded by an edge region; a converter ( 14 ) for detecting a pressure-dependent deflection of the deflection region ( 18 ) of the measuring membrane ( 1 in an electrical or optical signal; and a membrane carrier body ( 2 ), which the measuring membrane ( 1 ), and which is pressure-tightly connected to the edge region along a circumferential joint, wherein the membrane carrier body ( 2 ) a central cavity ( 22 ) extending to the measuring membrane ( 1 ), wherein the central cavity in the membrane carrier body ( 2 ) is produced after the production of the membrane carrier body with the measuring membrane by means of etching, wherein the membrane carrier body comprises silicon, and wherein the measuring membrane as mechanically determining material comprises a material other than silicon, characterized in that the measuring membrane ( 1 ) and the membrane carrier body ( 2 ) by a gold-silicon eutectic ( 3 ), wherein the cavity ( 22 ) to the layer of gold-silicon eutectic ( 3 ) is etched. Drucksensor nach Anspruch 1, wobei die eutektische Gold-Silizium-Schicht, welche die Verbindung zwischen dem Membranträgerkörper und der Messmembran bildet, im Bereich der Verbindung eine Schichtdicke von nicht weniger als 100 nm, vorzugsweise nicht weniger als 150 nm aufweist.Pressure sensor according to claim 1, wherein the eutectic gold-silicon layer, which forms the connection between the membrane carrier body and the measuring membrane, in the region of the compound has a layer thickness of not less than 100 nm, preferably not less than 150 nm. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Membranträgerkörper monokristallines Silizium aufweist.Pressure sensor according to claim 1 or 2, wherein the membrane carrier body comprises monocrystalline silicon. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Drucksensor einen piezoresistiven Wandler aufweist,Pressure sensor according to one of claims 1 to 3, wherein the pressure sensor comprises a piezoresistive transducer, Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Messmembran als mechanisch bestimmendes Material Siliziumcarbid, Aluminiumoxyd oder Diamant aufweist.Pressure sensor according to one of claims 1 to 4, wherein the measuring membrane as a mechanically determining material silicon carbide, alumina or diamond. Drucksensor nach Anspruch 5, wobei die Messmembran mit Silizium beschichtet ist, und wobei in der Siliziumschicht Widerstandselemente eines piezoresistiven Wandlers präpariert sind.Pressure sensor according to claim 5, wherein the measuring membrane is coated with silicon, and wherein in the silicon layer resistive elements of a piezoresistive transducer are prepared. Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Membranwafers, aus welchem eine Vielzahl von Messmembranen zu fertigen ist, wobei der Membranwafer als mechanisch bestimmendes Material ein anderes Material als Silizium aufweist, wobei der Membranwafer eine erste Verbindungsfläche aufweist, die einen anderen Werkstoff als Si aufweist; Bereitstellen eines Membranträgerkörperwafers, aus welchem eine Vielzahl von Membranträgerkörpern zu fertigen ist, wobei der Membranträgerkörperwafer Silizium aufweist, wobei der Membranträgerkörperwafer eine zweite Verbindungsfläche aufweist, welche mit der ersten Verbindungsfläche zu verbinden ist, wobei die zweite Verbindungsfläche Silizium aufweist; Beschichten der ersten Verbindungsfläche mit Gold; Verbinden der beiden Verbindungsflächen unter Bilden eines Gold-Silizium-Eutektikums; und Ätzen von Kavitäten in den Membranträgerkörperwafer mittels eines nasschemischen Ätzverfahrens, wobei sich die Kavitäten bis zur Gold-Silizium-Schicht erstrecken, wobei die Schicht als Ätzstopp dient.Method for producing a pressure sensor, in particular according to one of the preceding claims, the method comprising the following steps: Providing a membrane wafer from which a plurality of measuring membranes is to be manufactured, wherein the membrane wafer has as mechanical determining material a material other than silicon, wherein the membrane wafer has a first connecting surface which has a material other than Si; Providing a membrane carrier body wafer from which to manufacture a plurality of membrane carrier bodies, the membrane carrier body wafer comprising silicon, the membrane carrier body wafer having a second connection surface to be connected to the first connection surface, the second connection surface comprising silicon; Coating the first interface with gold; Bonding the two bonding surfaces to form a gold-silicon eutectic; and Etching cavities in the membrane carrier body wafers by means of a wet-chemical etching process, the cavities extending to the gold-silicon layer, the layer serving as an etch stop. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Au-Schicht in einer Stärke von nicht weniger als 150 nm auf der ersten Verbindungsfläche abgeschieden wird.The method of claim 7, wherein the Au layer is deposited to a thickness of not less than 150 nm on the first connection surface. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei vor dem Aufbringen der Goldschicht eine Haftvermittlerschicht auf der Verbindungsfläche abgeschieden wird.The method of claim 7 or 8, wherein before the application of the gold layer, a primer layer is deposited on the bonding surface. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Ätzen der Kavitäten nasschemisches Ätzen mit KOH umfasst.The method of any of claims 7 to 9, wherein the etching of the cavities comprises wet chemical etching with KOH.
DE102010038847A 2010-08-03 2010-08-03 Pressure sensor e.g. semiconductor pressure sensor has central cavity that is formed by etching in silicon membrane support, and is extended to measuring diaphragm Withdrawn DE102010038847A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010038847A DE102010038847A1 (en) 2010-08-03 2010-08-03 Pressure sensor e.g. semiconductor pressure sensor has central cavity that is formed by etching in silicon membrane support, and is extended to measuring diaphragm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010038847A DE102010038847A1 (en) 2010-08-03 2010-08-03 Pressure sensor e.g. semiconductor pressure sensor has central cavity that is formed by etching in silicon membrane support, and is extended to measuring diaphragm

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010038847A1 true DE102010038847A1 (en) 2012-02-09

Family

ID=45494991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010038847A Withdrawn DE102010038847A1 (en) 2010-08-03 2010-08-03 Pressure sensor e.g. semiconductor pressure sensor has central cavity that is formed by etching in silicon membrane support, and is extended to measuring diaphragm

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010038847A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013114615A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Pressure sensor and method for producing a pressure sensor
CN105841852A (en) * 2016-05-30 2016-08-10 华中科技大学 Doping silylene based MEMS piezoresistive pressure sensor and manufacturing method thereof
CN109282924A (en) * 2018-11-16 2019-01-29 东南大学 A kind of pressure sensor and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10130375A1 (en) * 2001-06-23 2003-01-09 Abb Patent Gmbh Differential Pressure Sensor
US7775119B1 (en) * 2009-03-03 2010-08-17 S3C, Inc. Media-compatible electrically isolated pressure sensor for high temperature applications

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10130375A1 (en) * 2001-06-23 2003-01-09 Abb Patent Gmbh Differential Pressure Sensor
US7775119B1 (en) * 2009-03-03 2010-08-17 S3C, Inc. Media-compatible electrically isolated pressure sensor for high temperature applications

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013114615A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Pressure sensor and method for producing a pressure sensor
CN105841852A (en) * 2016-05-30 2016-08-10 华中科技大学 Doping silylene based MEMS piezoresistive pressure sensor and manufacturing method thereof
CN105841852B (en) * 2016-05-30 2018-08-03 华中科技大学 A kind of MEMS piezoresistive pressure sensor and its manufacturing method based on doping silene
CN109282924A (en) * 2018-11-16 2019-01-29 东南大学 A kind of pressure sensor and preparation method thereof
CN109282924B (en) * 2018-11-16 2020-12-29 东南大学 Pressure sensor and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011056484B4 (en) Method for producing a sensor
DE102011050837A1 (en) Sensor and method for producing the same
EP2205955A2 (en) Pressure measuring device
EP2581722B1 (en) Opposing body for a pressure measuring cell, pressure measuring cell with such an opposing body and method for producing same
DE102007026445A1 (en) Micromechanical component and method for producing a micromechanical component
WO1999035477A1 (en) Micromechanical component
DE112011105884T5 (en) Composite sensor and method for its manufacture
DE102007020044A1 (en) Semiconductor strain sensor
DE102009001892A1 (en) pressure sensor
EP3077783B1 (en) Differential pressure sensor
EP1876434A2 (en) Device for measuring forces, in particular a pressure sensor and manufacturing method therefore
DE102013110376A1 (en) Measuring device with a semiconductor sensor and a metallic support body
DE102010038847A1 (en) Pressure sensor e.g. semiconductor pressure sensor has central cavity that is formed by etching in silicon membrane support, and is extended to measuring diaphragm
WO2010028879A1 (en) Sensor arrangement, method for operating a sensor arrangement and method for producing a sensor arrangement
DE102008043382A1 (en) Component and method for its production
EP3346249A1 (en) Micromechanical measuring element and method for manufacturing a micromechanical measuring element
DE102008033592B4 (en) Micromechanical pressure sensor
DE102010054970B4 (en) Device for converting an expansion and / or compression into an electrical signal, in particular a strain gauge film
DE102017109971A1 (en) pressure sensor
WO2013030079A2 (en) Interferometric pressure sensor
DE102008043171A1 (en) Pressure sensor, in particular pressure sensor technology
DE102004006199A1 (en) Production of a micromechanical pressure sensor comprises aligning the caverns formed in a first component with openings of a second component, joining the components and applying a material layer to part of the opening
DE202020005465U1 (en) Pressure measuring cell
DE102005055083A1 (en) Thermoelectric sensor and production process has two substrates with a hollow space between them having an opening and containing conductive structures for each substrate
DE102020123160B3 (en) Semiconductors with pressure and acceleration sensor elements

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ENDRESS+HAUSER SE+CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: ENDRESS + HAUSER GMBH + CO. KG, 79689 MAULBURG, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee