Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Sensor aus einem Halbleitermaterial und einem
Verfahren zur Herstellung eines Sensors nach der Gattung der nebengeordneten
Ansprüche. Es sind bereits mikromechanische Siliziumdrucksensoren bekannt, wobei
durch die Einbringung einer Kaverne in einem Siliziumchip eine Membran erzeugt wird.
Ein solcher Siliziumsensor ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 57 556
offenbart. Hierbei wird die Kaverne beispielsweise durch anisotropes KOH-
Ätzen erzeugt.
Vorteile der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Sensor und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen
der nebengeordneten Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass ein einfacher und
kostengünstiger Aufbau für die Herstellung eines Sensors vorgeschlagen wird.
Insbesondere dient der erfindungsgemäße Sensor der Messung hoher Drücke, wobei der
erfindungsgemäße Sensor dennoch eine hohe Überlastsicherheit aufweist. Weiterhin hat
der erfindungsgemäße Sensor den Vorteil, dass der Temperatureinfluss gering und die
Temperaturhysterese klein ist. Der erfindungsgemäße Drucksensor ist insbesondere als
Piezoresistiver Drucksensor vorgesehen. Eine hohe Berstsicherheit des
erfindungsgemäßen Drucksensors, d. h. die Eignung des Drucksensors zur Messung hoher
Drücke, wird insbesondere durch ein großes Aspektverhältnis der aus dem
Halbleitermaterial von seiner Rückseite her herausgenommenen Kaverne erzielt. Das
erfindungsgemäße große Aspektverhältnis wird insbesondere mittels eines
Trenchätzprozesses herbeigeführt. Weiterhin ist von Vorteil, dass bei der Verwendung
eines Trenchätzprozesses die Übergangsradien von der Kavernenwand zur Membran groß
sind im Vergleich zum anisotropen Ätzen, wodurch die mechanischen Spannungen im
Material reduziert und damit die zulässige Druckbelastung erhöht werden kann.
Erfindungsgemäß ist es jedoch auch vorgesehen, einen isotropen Ätzprozess,
beispielsweise mittels Ätzen mit Säuren, zu verwenden, um große Übergangsradien zu
erhalten. Beim isotropen Ätzen sind allerdings die Übergangsradien teilweise so groß,
dass die Verspannung bei Druckeinwirkung bzw. die elastische Verformung der
Membran auf der Oberseite bzw. Vorderseite des Halbleitermaterials so klein ist, dass die
Druckempfindlichkeit dadurch klein wird.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüchen
angegebenen Sensors bzw. des Verfahrens möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass auf der Vorderseite des Halbleitermaterials Mittel zur
Messung der Verformung des Membranbereichs vorgesehen sind. Hierdurch ist eine
genaue, vergleichsweise temperaturunabhängige, stabile und empfindliche Messung einer
Krafteinwirkung, welche die Membran verformt, insbesondere eine Druckeinwirkung,
möglich. Als Mittel zur Messung der Verformung des Membranbereichs sind
erfindungsgemäß insbesondere Piezo-Widerstände vorgesehen, es können jedoch auch
auf einem anderen Effekt beruhende Messwiderstände bzw. Messmittel vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß ist es insbesondere von Vorteil, dass in dem Halbleitermaterial
zusammen mit der Membran monolithisch eine Auswerteschaltung integriert vorgesehen
ist. Dadurch kann der erfindungsgemäße Sensor kostengünstiger hergestellt werden und
mit einer größeren Genauigkeit hergestellt werden.
Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 einen bekannten mikromechanischen Siliziumdrucksensor nach dem
Stand der Technik,
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Fig. 2 ein Halbleitersubstrat mit einem erfindungsgemäßen Sensor,
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Fig. 3 eine erste Aufbauvariante des erfindungsgemäßen Sensors,
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Fig. 4 eine zweite Aufbauvariante des erfindungsgemäßen Sensors,
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Fig. 5 eine dritte Aufbauvariante des erfindungsgemäßen Sensors,
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Fig. 6 eine vierte Aufbauvariante des erfindungsgemäßen Sensors und
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Fig. 7 eine fünfte Aufbauvariante des erfindungsgemäßen Sensors.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In Fig. 1 ist der allgemein übliche Aufbau von mikromechanischen
Siliziumdrucksensoren dargestellt. Ein Siliziumsubstrat 150 ist mit einer Kaverne 155
versehen, welche eine nicht näher mit einem Bezugszeichen versehene Membran stehen
lässt. Das Siliziumsubstrat 150 ist mit einem mit einer Bohrung versehenen Glas 140
verbunden, welches mit einem Lot 130 auf einen Sockel 120 gelötet ist. Der Sockel 120
ist mit einem Druckanschlussrohr 110 verbunden. Weiterhin sind nicht näher mittels
eines Bezugszeichens versehene und auf der Oberseite des Siliziumsubstrats 150
befindliche Messwiderstände über einen oder mehrere Bonddrähte 160 mit einem
Anschlussstift 170 verbunden, welche mittels einer Einglasung 180 von dem Sockel 120
elektrisch getrennt sind.
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Die Kaverne 155 des Siliziumsensors weist eine typische Ätzschräge auf, die in etwa
pyramidenstumpfartig geformt ist. Hierdurch ergibt sich ein trapezförmiger Querschnitt.
Diese pyramidenstumpfförmige Aussparung unterhalb der Sensormembran ergibt sich bei
der Verwendung eines Siliziumsubstrats, welches eine (100)-Orientierung aufweist, weil
eine KOH-Ätzung unterschiedliche Ätzraten in unterschiedliche Kristallrichtungen
aufweist. Als nachteilig erweist sich bei dem bekannten Siliziumsensor, dass als
Druckangriffsfläche die pyramidenstumpfförmige Aussparung an ihrem größten
Querschnitt, d. h. an der Rückseite des Siliziumsubstrats, maßgebend ist. Weiterhin
erweist es sich als nachteilig, dass im Übergangsbereich zwischen der abgeschrägten
Seitenfläche der pyramidenstumpfförmigen Aussparung und der Membranfläche eine
Kante ausgebildet wird, welche einen sehr geringen Radius aufweist. Hierdurch entstehen
im Material sehr große Spannungen, beispielsweise durch Rissbildungen. Hierdurch weist
der Siliziumsensor beim Stand der Technik nur einen geringen Berstdruck auf.
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Beim in Fig. 1 dargestellten Aufbau des Siliziumdrucksensors gemäß dem Stand der
Technik ist der Siliziumchip 150 auf eine Glaszwischenschicht 140 aus natriumhaltigem
Glas, beispielsweise Pyrex, anodisch gebondet und mittels eines Lotes 130 auf einen
Metallsockel 120 gelötet. Für eine Anwendung bei höheren Drücken ergeben sich aus
dem Sensoraufbau gemäß dem Stand der Technik folgende kritische Stellen:
- - Die Übergangsradien zwischen der Kavernenflanke und der Membran sind durch die
verwendete Ätzmethode, beispielsweise KOH-Ätzen, sehr klein, wodurch sich am
Übergang höhe mechanische Spannungen ergeben, die die Berstdruckfestigkeit
herabsetzen. Dies trifft vor allem für die zeitgeätzten Membranen für höhere
Druckbereiche zu, da dort die Radien besonders klein sind.
- - Durch das anisotrope Ätzverfahren ergeben sich flache Kavernenwände, d. h.
Kavernenwände mit einem geringen Aspektverhältnis, insbesondere eine Steigung
von 54 Grad. Hierdurch entsteht eine große Öffnung im Silizium. Je größer diese
Fläche ist, desto mehr Kraft wirkt auf den Chip bei angelegtem Druck. Gleichzeitig
wird die Bondfläche, d. h. die Verbindungsfläche zwischen dem Siliziumsensor 150
und dem Glas 140 kleiner, wodurch die Flächenbelastung in Zugrichtung größer
wird. Dies führt zu einer geringen Druckfestigkeit. Der Aufbau eines Drucksensors
mittels einer Glaszwischenschicht stellt daher eine Einschränkung der
Berstdruckfestigkeit dar.
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Für die Erzeugung der Kaverne 155 bzw. für die Erzeugung von sehr dünnen Membranen
wird ein PN-Ätzstopp verwendet. Bei hohen Drücken muss die Membran so ausgelegt
werden, dass sie eine sehr kleine Kantenlänge hat. Dies kann nur bis zu einer bestimmten
Grenze geschehen, weil die Membran nicht kleiner gemacht werden kann als die
Ausdehnung der Piezo-resistiven Widerstände. In diesem Fall muss auf den Ätzstopp
verzichtet und eine "dicke" Membran auf Zeit geätzt werden.
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In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Halbleitersensor 50 dargestellt. Ein
Halbleitersubstrat 51, welches insbesondere als Siliziumsubstrat 51 vorgesehen ist, weist
eine Vorderseite 58 und eine Rückseite 59 auf. Von seiner Rückseite 59 aus wird das
Halbleitersubstrat 51 derart behandelt, dass es in unterschiedlichen Bereichen
unterschiedliche Dicken ausbildet. Das Halbleitersubstrat 51 ist in einem nicht näher mit
einem Bezugszeichen bezeichneten ersten Bereich in einer mit dem Bezugszeichen 52
versehenen ersten Dicke ausgebildet und in einem mit dem Bezugszeichen 54 versehenen
Membranbereich in einer mit dem Bezugszeichen 53 versehenen zweiten Dicke
ausgebildet. Hierbei ist die erste Dicke 52 größer als die zweite Dicke 53.
Erfindungsgemäß ist es insbesondere vorgesehen, dass der erste Bereich sich rings um
den Membranbereich 54 erstreckt. Dies ist in Fig. 2 lediglich angedeutet, weil es sich in
Fig. 2 um eine Schnittdarstellung des Halbleitersubstrats 51 handelt. Auf der
Vorderseite 58 des Halbleitersubstrats 51 sind mit dem Bezugszeichen 57 versehene
Mittel zur Messung der Verformung des Membranbereichs 54 vorgesehen. Hierbei
handelt es sich insbesondere um piezoresistive Widerstände 57. Die zur Erzeugung des
dünneren Membranbereichs 54 erfindungsgemäß vorgesehene Vertiefung auf der
Rückseite 59 des Halbleitersubstrats 51 weist in ihrem "Wandbereich" einen in der Fig.
2 mit dem Bezugszeichen 55 versehenen Übergangsbereich auf, welcher beim Übergang
zum Membranbereich 54 einen in der Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 550 versehenen
Radius aufweist. Die Wandung des Übergangsbereichs 55 ist in Fig. 2 in einer
vergrößerten Darstellung dargestellt, in welcher eine für das bei der Herstellung der
Vertiefung verwendete Verfahren spezifische Oberflächenstruktur 56 erkennbar ist. Die
Vertiefung bzw. Kaverne, die zur Erzeugung des Membranbereichs 54 in die Rückseite
59 des Siliziumsubstrats 51 eingebracht ist, ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 500
versehen.
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Der Übergangsbereich 55 zwischen der ersten Dicke 52 und der zweiten Dicke 53 weist
erfindungsgemäß ein hohes Aspektverhältnis auf, d. h. seine Tiefe ist im Vergleich zu
seiner seitlichen Ausdehnung groß, sodass die "Wände" des Übergangsbereichs 55
vergleichsweise steil sind. Dies hat den Vorteil, dass bei der Verwendung des
Siliziumsubstrats 51 als Drucksensor, wobei die Druckeinwirkung von der Rückseite 59
her kommt, lediglich eine geringere Druckkraft auf das Halbleitersubstrat 51 von der
Rückseite 59 her ausgeübt wird als bei der pyramidenstumpfförmigen Kaverne 155 des
Standes der Technik, weil die Druckangriffsfläche um die schrägen Bereiche der
pyramidenstumpfförmigen Kaverne 155 aus Fig. 1 verringert ist. Dies ist insbesondere
der Fall, wenn die Fläche des Membranbereichs 54 jeweils gleich ist. Weiterhin ergibt
sich durch die Einbringung der Kaverne 500 in das Halbleitersubstrat 51 mittels eines
Trenchätzprozesses der Vorteil, dass die Krümmungsradien 550 groß genug sind, damit
sich zwischen dem Übergangsbereich 55 und dem Membranbereich 54 im Belastungsfall
keine zu großen Spannungsspitzen im Substratmaterial ergeben. Hierdurch ist es möglich,
die Druckbelastung des Halbleitersensors 50 zu erhöhen und diese Technologie für
höhere Drücke zugänglich zu machen. Statt des Trenchätzprozesses kann
erfindungsgemäß ein isotroper Ätzprozess, beispielsweise mittels Ätzen mit Säuren,
verwendet werden, um große Übergangsradien 550 zu erhalten. Diese Radien 550 sind
jedoch beim isotropen Ätzen teilweise so groß, dass wegen der dadurch hervorgerufenen
geringeren Verformung des Membranbereichs 54 eine geringere Druckempfindlichkeit
des Sensors 50 resultiert.
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Bei der Verwendung eines Trenchätzprozesses weist der Randbereich des
Übergangsbereichs 55 eine charakteristische Oberflächenstruktur 56 auf, welche dadurch
hervorgerufen wird, dass bei dem Trenchätzverfahren abwechselnd mit beschleunigten
geladenen Teilchen die Tiefe der Kaverne 500 vergrößert und die Oberfläche der Kaverne
500 passiviert wird. Durch diese abwechselnde Bearbeitung des Kavernenmaterials wird
das erfindungsgemäß große Aspektverhältnis hervorgerufen, weil während der Ätzphasen
des Trenchätzprozesses bevorzugt der Membranbereich 54 von seiner Rückseite her
weggeätzt und die passivierten Seitenwände des Übergangsbereichs 55 bestehen bleiben.
Durch das Trenchen mit hohem Aspektverhältnis werden quasi senkrechte
Kavernenwände im Übergangsbereich 55 erzeugt, wodurch eine hohe
Berstdruckfestigkeit erreicht wird, weil als Angriffsfläche für den Druck im Wesentlichen
nur der Membranbereich 54 in Frage kommt.
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Erfindungsgemäß werden daher im Folgenden verschiedene Aufbauvarianten vorgestellt,
welche insbesondere für Sensoren geeignet sind, die höhere Drücke aushalten. Solche
Aufbauvarianten zeichnen sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass vergleichsweise große
Übergangsradien 550 zwischen dem Übergangsbereich 55 und dem Membranbereich 54
vorgesehen sind, dass die Kavernenwände im Übergangsbereich 55 steil bzw. senkrecht
sind und dass in der Aufbautechnik kein Glas verwendet wird bzw. Glas vermieden wird.
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Durch die Vermeidung von Glas in der Aufbau- und Verbindungstechnik kann der
Druckbereich für den erfindungsgemäßen Sensor 50 bis in eine Größenordnung von 1000 bar
erweitert werden. Hierdurch stellt der erfindungsgemäße Sensor eine kostengünstige
Variante zu bisherigen Sensoren für diese Größenordnung von Drücken dar. Hierzu ist es
erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, vorhandene Herstellprozesse von Drucksensoren
größtenteils beizubehalten, wie beispielsweise der Halbleiterprozess des Siliziumchips 51
oder vorhandene Sensorgehäuseteile. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich,
kapazitive Sensoren ebenfalls mit dieser Methode aufzubauen und zu verbessern, um
temperaturbedingte Verformungen des Sensorchips zu vermeiden. Bei kapazitiven
Sensoren führt eine Verformung des Sensorchips, d. h. insbesondere des
Membranbereichs 54, zu einer Auslenkung der Membran, was letztlich eine Änderung
des Ausgangssignals bedeutet.
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Bei den in den Fig. 3 bis 7 dargestellten Aufbauvarianten der vorliegenden Erfindung
ist es vorgesehen, trotz der Vermeidung von Glas eine Temperaturentkopplung zwischen
dem Halbleitersubstrat 51 und seiner Umgebung zu erreichen. Hierzu sind insbesondere
Zwischenplatten mit angepasstem Temperaturausdehnungskoeffizient vorgesehen. Durch
Kaskadierung von zwei oder mehreren Zwischenplatten kann dieser Effekt verbessert
werden. Der Temperaturausdehnungskoeffizient von solchen Zwischenplatten auf einem
Sockel sollte dabei so gewählt sein, dass er zwischen dem des Sockels und dem der
darauf folgenden Zwischenplatte liegt. Der Temperaturausdehnungskoeffizient der
Zwischenplatte, die mit dem Siliziumchip 50 verbunden ist, sollte möglichst dem
Temperaturausdehnungskoeffizienten des verwendeten Halbleitermaterials, d. h.
insbesondere des Siliziums, entsprechen, um möglichst wenig
Temperaturausdehnungseffekte an den Sensor 50 zu übertragen. Zur Verbindung der
Zwischenplatten untereinander, zum Sockel und zum Chip, kann gelötet oder geklebt
werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Sockel und die erste Zwischenplatte
aufeinanderzuschweißen bzw. auch die anderen Zwischenplatten
aufeinanderzuschweißen.
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In Fig. 3 ist eine erste Aufbauvariante des erfindungsgemäßen Sensors dargestellt. Der
Sensorchip 50 ist mittels einer Lotschicht 30 auf einem Sockel 20 befestigt. Hierbei wird
auf die Glaszwischenplatte verzichtet und der Chip 50 wird direkt, d. h. lediglich mittels
einer dünnen Zwischenschicht 30, auf dem Sockel 20 befestigt. Der Chip 50 kann hierbei
geklebt oder auf der Rückseite metallisiert und gelötet werden. Das Material des Sockels
20 ist besonders wichtig, denn es muss einen Temperaturausdehnungskoeffizienten
besitzen, der dem des Siliziumchips 50 nahe kommt. Als bevorzugte Materialien des
Sockels 20 ist es erfindungsgemäß vorgesehen, Eisen-Nickel-Stahl zu verwenden, um
eine gute Festigkeit bei gleichzeitig geringem Temperaturausdehnungskoeffizient zu
erreichen. Erfindungsgemäß ist als Material für den Sockel 20 die Verwendung der
Materialien "Kovar", "Invar", "Vakodil" einzeln oder in Kombination miteinander
vorgesehen. Der Sockel 20 ist erfindungsgemäß insbesondere als TO8-Sockel oder in
anderer Form wie beispielsweise als Sockel mit Einschraubgewinde (Fig. 5) vorgesehen.
Der Sockel 20 ist, wie in Fig. 3 dargestellt, mit einem Druckanschlussröhrchen 10
verbunden, welches den Druck auf die Rückseite des in Fig. 3 nicht mehr einzeln
bezeichneten Membranbereichs 54 leitet. Weiterhin ist in Fig. 3 und in den weiteren
Fig. 4 bis 6 ein oder mehrere Bonddrähte 60 vorgesehen, der die auf der Vorderseite
des Halbleiterchips 50 vorgesehenen und in der Fig. 3 ebenfalls nicht dargestellten
Messwiderstände mit einem Anschlussstift 70 bzw. einer Leiterplatte 71 (Fig. 6)
verbinden, wobei der Anschlussstift 70 mittels einer Isolierung 80, welche insbesondere
als eine Einglasung vorgesehen ist, von dem Sockelmaterial elektrisch isoliert vorgesehen
ist, falls der Anschlussstift 70 durch den Sockel 20 hindurchgeführt wird. Als Lot kann
jedes Metalllot z. B. AuSn20 oder SnCu3In0,5 bzw. Glaslot verwendet werden.
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In Fig. 4 ist eine zweite Aufbauvariante des erfindungsgemäßen Sensors gezeigt, bei
dem der Sockel 20 aus einem Material mit beliebigen
Temperaturausdehnungskoeffizienten, beispielsweise aus Stahl, bestehen kann.
Wiederum ist das Druckanschlussröhrchen 10, verbunden mit dem Sockel 20,
vorgesehen. Es wird zwischen dem Sockel 20 und dem Sensorchip 50 eine erste
Zwischenplatte 32 vorgesehen, welche aus einem Material besteht, welches einen
angepassten Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist. Die Zwischenplatte 32 ist
gegenüber dem Sensorchip 50 bzw. dem Sockel 20 entweder geklebt oder gelötet oder
auch, insbesondere durch Laserschweißen, verschweißt. Hierdurch ergeben sich die erste
Zwischenschicht 30 zwischen dem Sockel 20 und der ersten Zwischenplatte 32 bzw. die
zweite Zwischenschicht 34 zwischen der ersten Zwischenplatte 32 und dem Sensorchip
50.
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Das Material der ersten Zwischenplatte 32 kann gemäß der zweiten Ausführungsform der
Erfindung auch aus Silizium bzw. Polysilizium bestehen. Weiterhin kann die Verbindung
zwischen dem Siliziumchip und der Zwischenplatte auch durch anodisches Bonden
erfolgen, wenn eine auf dem Chip 50 oder der Zwischenplatte 32 aufgebrachte Pyrex-
Schicht als zweite Zwischenschicht 34 aufgebracht wird. Die Verbindung zwischen der
ersten Zwischenplatte 32 und dem Sockel 20 kann zur thermischen Entkopplung mit
Weichlot ausgefüllt werden.
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Ist der Temperaturausdehnungskoeffizient des Sockels 20 sehr weit vom
Temperaturausdehnungskoeffizienten des für den Sensor 50 verwendeten
Halbleitermaterials entfernt, eignet sich ein Aufbau gemäß einer dritten Aufbauvariante,
welche in Fig. 5 dargestellt ist. Um hohe Spannungen zwischen dem Sockel 20 und dem
Halbleitersensor 50 zu vermeiden, welche durch unterschiedliche
Temperaturausdehnungen der verschiedenen Materialien entstehen, ist bei der dritten
Aufbauvariante ein zweistufiger Aufbau verwendet. Gleiche Bezugszeichen aus Fig. 4
bezeichnen in Fig. 5 wiederum gleiche Komponenten bzw. Teile des Sensors. In Fig. 5
ist zusätzlich noch eine Schutzkappe 90 abgebildet, die den Aufbau des Sensors 50 auf
dem Sockel 20 schützt. Anstelle der ersten Zwischenschicht 30, der ersten Zwischenplatte
32 und der zweiten Zwischenschicht 34 wie in Fig. 4 ist in Fig. 5 zur besseren
Angleichung des Temperaturausdehnungskoeffizienten des Sensors 50 zum
Temperaturausdehnungskoeffizienten des Sockels 20 die erste Zwischenschicht 30, die
erste Zwischenplatte 32, die zweite Zwischenschicht 34, die zweite Zwischenplatte 36
und die dritte Zwischenschicht 38 vorgesehen. Für die erste Zwischenplatte 32 wird
bevorzugt ein Material verwendet, welches einen Temperaturausdehnungskoeffizienten
aufweist, der zwischen dem Temperaturausdehnungskoeffizienten des Sockels 20 und
dem Temperaturausdehnungskoeffizienten der zweiten Zwischenplatte 36 liegt. Dadurch
wird gewährleistet, dass die unterschiedlichen Längenausdehnungen über der Temperatur
der verwendeten Materialien auf die verschiedenen Ebenen des Zwischenplatten-Stapels
verteilt werden, wodurch die maximalen mechanischen Spannungen in den Materialien
klein gehalten werden können. Dies führt zu einem geringen Temperatureinfluss des
Sensors und zu einer geringen Temperaturhysterese bzw. -drift, bei gleichzeitig hoher
Berstdruckfestigkeit. In Fig. 5 ist die Schutzkappe 90 eingezeichnet, die offen oder
druckdicht geschlossen, beispielsweise vakuumdicht verschweißt, ausgeführt sein kann,
um einen Referenz-, Differenz- oder Absolutdrucksensor zu realisieren. Aus
Sicherheitsgründen kann bei einem Absolutdrucksensor die Kappe 90 so ausgelegt
werden, dass deren Berstdruckfestigkeit oberhalb der Berstdruckfestigkeit der
Siliziummembran liegt, wodurch ein Medienaustritt bei Undichtigkeiten des Aufbaus
oder beim Bersten der Membran vermieden werden kann.
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In Fig. 6 ist eine vierte Aufbauvariante des Drucksensors dargestellt. Hierbei ist der
Chip 50 auf einem Druckstutzen montiert. Der Druckanschluss kann, wie hier
beispielhaft gezeigt, mit einem Einschraubgewinde 6 und einer Konusdichtung 5
erfolgen, aber auch mittels eines Stutzens mit O-Ring-Dichtung oder ähnlichem realisiert
sein. Gleiche Bezugszeichen aus der Fig. 5 bezeichnen wiederum gleiche Teile bzw.
Elemente des Sensors bzw. des Sensoraufbaus. Im Gegensatz zu den Fig. 3, 4 und 5
ist in Fig. 6 anstelle des Anschlussstiftes 70 eine Leiterplatte 71 vorgesehen, die mittels
des oder mehrerer Bonddrähte 60 mit den auf der Vorderseite der Sensormembran
befindlichen Druckmessmitteln verbunden ist. Der Chip 50 ist damit elektrisch über die
Leiterplatte 71 verbunden, welche wiederum mit einem Stecker 72 in der Schutzkappe 90
verbunden ist.
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In Fig. 7 ist eine fünfte Aufbauvariante mit einem hartgelöteten Zwischensockel 33
dargestellt. Der wiederum vorhandene Sockel 20 und der Zwischensockel 33 sind
erfindungsgemäß in der fünften Aufbauvariante mittels der ersten Zwischenschicht 30
insbesondere hartgelötet und derart miteinander verbunden, dass die erste
Zwischenschicht 30 mit zunehmendem Druck auf den Sensor 50 auf Druck belastet wird.
Mittels der zweiten Zwischenschicht 34 ist dann der Chip 50 mit dem Zwischensockel 33
verbunden. Hierbei ist die zweite Zwischenschicht 34 insbesondere aus einem
kriechfesten Lot und ebenfalls hartgelötet vorgesehen. Da das Lot der ersten
Zwischenschicht 30 in der fünften Aufbauvariante auf Druck belastet wird, ist es
erfindungsgemäß auch möglich, bei der fünften Aufbauvariante die erste Zwischenschicht
30 mit weichem Lot vorzusehen, da dieses, für den Fall, dass es auf Druck belastet wird,
ebenfalls sehr hohen Drücken standhalten kann.