FI112644B - Pintamikromekaaninen absoluuttipaineanturi ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Pintamikromekaaninen absoluuttipaineanturi ja menetelmä sen valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI112644B
FI112644B FI20002472A FI20002472A FI112644B FI 112644 B FI112644 B FI 112644B FI 20002472 A FI20002472 A FI 20002472A FI 20002472 A FI20002472 A FI 20002472A FI 112644 B FI112644 B FI 112644B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sensor
silicon film
porous
electrode
film
Prior art date
Application number
FI20002472A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20002472A0 (fi
FI20002472A (fi
Inventor
Martti Blomberg
Original Assignee
Vaisala Oyj
Valtion Teknillinen
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 Vaisala Oyj, Valtion Teknillinen filed Critical Vaisala Oyj
Publication of FI20002472A0 publication Critical patent/FI20002472A0/fi
Priority to FI20002472A priority Critical patent/FI112644B/fi
Priority to AU2002214074A priority patent/AU2002214074A1/en
Priority to AT01982512T priority patent/ATE514652T1/de
Priority to PCT/FI2001/000970 priority patent/WO2002038491A1/en
Priority to JP2002541035A priority patent/JP3857231B2/ja
Priority to US10/416,267 priority patent/US6931935B2/en
Priority to CN01821908.XA priority patent/CN1225400C/zh
Priority to RU2003113320/28A priority patent/RU2258914C2/ru
Priority to EP01982512A priority patent/EP1337458B1/en
Publication of FI20002472A publication Critical patent/FI20002472A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI112644B publication Critical patent/FI112644B/fi

Links

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
    • G01L9/0072Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0073Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

112644
Pintamikromekaaninen absoluuttipaineanturi ja menetelmä sen valmistamiseksi
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen kapasitiivinen paineanturi sekä 5 menetelmä sen valmistamiseksi.
Mikromekaaniset paineanturit jaetaan perinteisesti kahteen eri luokkaan riippuen niiden valmistusmenetelmästä. Anturi luokitellaan pintamikromekaaniseksi anturiksi jos sen valmistus perustuu pintamikromekaniikan käyttöön tai bulk-mikromekaaniseksi jos 10 valmistus perustuu vanhemman bulk-mikromekaniikan käyttöön.
Rakenteellisista eroista johtuen jaotellaan anturit myös kahteen eri luokkaan riippuen siitä mittaako anturi differentiaalista paine-eroa vai absoluuttista painetta. Tässä patenttihakemuksessa esitetään uusi pintamikromekaaninen absoluuttipaine- 15 anturirakenne ja menetelmä sen valmistamiseksi.
Aikaisemmin tunnettuja ratkaisuja on esitetty mm. julkaisussa K Kasten et ah; Sensors and Actuators A, Voi. 85 (2000) 147-152. Estetyssä paineanturirakenteessa on alaelektrodi muodostettu SIMOX substraatin päällä olevasta yksikiteisestä piikalvosta.
: 20 Rakenteen yläelektrodi on muodostettu monikiteisestä piistä. Rakenteen valmistuksen aikainen ns. uhrautuva kerros on poistettu kauttaaltaan elektrodien reunoilla olevien kanavien kautta. Uhrautuvan oksidi syövytyksessä käytetyt aukot on . ‘ ·, · valmistusprosessissa kasvatettu umpeen käyttäen PECVD-piinitridiä, jolloin ; kapasitiivisten elektrodien väliin on saatu alipaine joka on verrannollinen PECVD- : ”: 25 kasvatuksen prosessipaineeseen.
_ t · Kastenin esittämän rakenteen haittapuolet ovat ilmeisiä. Koska uhrautuva kerros ,,, · etsataan kokonaan rakenteen sisältä pois, tulee taipuvaan kalvoon porras uhrautuvan ; *1 · kerroksen reunoille. Tämän vuoksi joudutaan taipuvan kalvon vetojännitys säätämään : · * · 30 hyvin pieneksi, jotta se ei taipuisi oman vetojännityksensä vuoksi kiinni alaelektrodiin.
, ·. Tästä seuraa myös, että kapasitiiviset elementit joudutaan tekemään hyvin pieniksi.
Koska käytännön ratkaisussa vaaditaan noin luokkaa 10 pikofaradin suuruinen 2 112644 kapasitanssi, tarvitaan kapasitiivisia elementtejä paljon. Tästä on seurauksena se, että muuttuvan kapasitanssin suhteellinen osuus kokonaiskapasitanssissa jää pieneksi, koska suuressa määrässä pieniä elementtejä on elementtien reunarakenteista johtuen suhteellisesti suurempi hajakapasitanssi verrattuna suuremman elementtikoon 5 mahdollistavaan rakenteeseen.
Kastenin esittämän absoluuttipaineanturirakenteen referenssirakenne on myös ongelmallinen. Referenssielektrodin jäykistäminen on siinä ratkaistu jättämällä valmistusprosessissa kasvatettu paksu kerros LPCVD-oksidia referenssielementtien 10 päälle. Koska piin ja oksidin lämpölaajenemiskertoimet poikkeavat toisistaan, voidaan esitetyn rakenteen olettaa aiheuttavan ylimääräistä lämpötilariippuvuutta referenssirakenteessa. Yleensä ottaen mittaavan ja referenssinä käytetyn rakenteen kapasitanssin lämpö-/kosteusriippuvuuksien tulisi olla mahdollisimman samankaltaisia.
15 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan ongelmat ja aikaansaada aivan uudentyyppinen absoluuttinen paineanturi.
Keksintö perustuu siihen, että anturi rakenteen taipuvan membraanin osana käytetään reikäistä monikiteistä piikalvoa.
: 20 ;·, Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle absoluuttiselle paineanturille on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
* * » ♦ ;"'; Keksinnön mukaiselle menetelmälle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty ; “i 25 patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkiosassa.
; ^: Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja.
: I Voidaan toteuttaa paineantureita barometriselta alueelta satojen baarien paineisiin.
30 Yksittäisten elementtien koko riittävän suuri myös barometrisella alueella, jolloin ,···, hajakapasitanssit jäävä kohtuullisiksi. Uhrautuvan kerroksen vapaaksi etsattava alue ,,,,: voidaan määritellä litografisesti, jolloin valmistustoleranssit parantuvat. Osa 112644 3 uhrautuvana kerroksena käytetystä oksidista voidaan jättää etsaamatta. Tällöin taipuvan kalvon muoto reunoilta jää suoraksi. Tämän vuoksi sen sisäinen jännitys voidaan säätää suureksi, mikä mahdollistaa suuremman elementtikoon käytön. Keksinnön mukainen referenssirakenne reagoi ympäristön lämpötilaan ja esimerkiksi kosteuden muutoksiin 5 samalla tavoin kuin varsinainen paineelle herkkä rakennekin. Tämän vuoksi kokonaisrakenteesta voidaan tehdä hyvin stabiili ja ylimääräiset lämpötilaryöminnät / kosteusriippuvuudet voidaan helposti kompensoida pois.
Keksintöä ryhdytään seuraavassa tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten 10 suoritusesimerkkien avulla.
Kuvio 1 esittää yhden keksinnön mukaisen anturielementin poikkileikkausta.
Kuvio 2 esittää yläkuvantona kuvion 1 mukaisista elementeistä (25 kpl) koostuvaa 15 kapasitiivista paineanturia.
Kuvio 3 esittää yhden keksinnön mukaisen referenssianturielementin poikkileikkausta.
Kuvio 4 esittää yhden keksinnön mukaisen paineanturin referenssialuetta päältä * : 20 katsottuna.
» I * ·
Kuviossa 5 on esitetty täydellisen keksinnön mukaisen kapasitiivisen paineanturin ;f · kaaviollinen kuva päältä päin katsottuna.
;25 Kuviossa 6 on esitetty vaihtoehtoisen keksinnön mukaisen anturielementin poikkileikkaus.
i
Kuviossa 7 on esitetty toisen keksinnön mukaisen anturielementin poikkileikkaus.
. ! t I # ; · ·: 30 Kuviossa 8 on kaavallisesti esitetty keksinnön mukainen anturin valmistusmenetelmä.
i ; | · I » 4 112644
Keksinnön mukaisen absoluuttipaineanturin elementti muodostuu kuvion 2 mukaisesti piisubstraatin 1 päälle tehdyn eristekalvon 2 päälle tehdystä johtavaksi seostetusta monikiteisestä piikalvosta 3, jonka päällä on uusi eristekerros 4. Tämän päällä on 5 monikiteinen piikerros 5, jonka päällä on runsaasti pieniä reikiä sisältävä monikiteinen piikalvo 6. Kerros 5 on rakenteessa optionaalinen. Se voidaan jättää rakenteesta pois, mikäli uhrautuvan kerroksen määrittely tapahtuu reikäisen piikerroksen kasvatuksen jälkeen litografisesti. Kerros 5 voi ulottua myös alueen 10 yläpuoliselle alueelle. Tällöin siinä on yksi tai useampia reikiä, joiden kautta kerros 6 on yhteydessä alueeseen 10. 10 Reikäisen piikerroksen päällä on uusi yhtenäinen piikalvo 7 jonka päällä metallointi 8 on. Eristekerros 4 ja monikiteinen piikalvo 5 on poistettu elementin keski- ja reuna-alueelta. Reuna-alueella on metallikerros 9 johtavan monikiteisen piikalvon päällä. Anturirakenteessa päällimmäisenä lukuun ottamatta kontaktialueita ja taipuvaa membraania alueen 10 päällä on passivointikerros 11.
15
Eristekerros 2 on parhaiten piidioksidia, jonka paksuus on tyypillisesti 500 - 2000 nm. Monikiteinen piikalvo 3 on tehty johtavaksi seostamalla se esimerkiksi fosforilla tai boorilla. Kerros 4 on eristettä, edullisimmin piidioksidia. Kerros 5 on parhaiten seostettua monikiteistä piitä. Kerros 6 on tiheästi reikäinen seostettu monikiteinen noin ; 20 100 nm paksu piikalvo. Kerroksen 6 päällä oleva johtava monikiteinen piikalvo 7 on tyypillisesti paksuudeltaan 100 nm - 5000 nm. Kalvon 7 paksuudella yhdessä sen sisäisen vetojännityksen kanssa on oleellinen merkitys anturi elementin mitoituksessa.
;' _ · Esimerkki tiheästi reikäisen piikerroksen 6 muodostamisesta on kuvattu mm. julkaisussa i Y. Kageyama, T. Tsuchiya, H. Fuanbashi, and J. Sakata: ’’Polycrystalline silicon thin 25 films with hydrofluoric acid permeability for underlying oxide etching and vacuum encapsulation” J. Vac. Sci Technol. A 18(4), Jul/Aug 2000. Oleellista kerrokselle 6 on, että siinä olevat reiät ovat kooltaan hyvin pieniä (keskimääräiseltä suuruudeltaan alle 10 y nm kokoisia pienimmältä läpimitaltaan).
; * 30 Metallointi 8 ja 9 tekee sähköisen kontaktin kerroksiin 3 ja 7. Parhaiten metalloinniksi 8 ja 9 sopii noin 1000 nm:n paksuinen sputteroitu alumiinikalvo. Alue 10 komponentin keskialueella on alipaineinen. Paine-ero alueen 10 ja ympäristön välillä vaikuttaa 5 112644 kalvojen 6 ja 7 taipuman suuruuteen. Alueen 10 muotoja koko yhdessä kalvojen 6 ja 7 paksuuden ja vetojännityksen suuruuden kanssa määräävät anturin käytännöllisen painealueen.
5 Rakenteessa päällimmäisenä oleva passivointikerros 11 on parhaiten piinitridiä tai piinitridistä ja piidioksidista koostuva monikerrosrakenne. Tyypillinen paksuus passivoinnille 11 on noin 500 nm.
Kuvion 2 paineanturissa on oikeassa alareunassa olevaan kontaktialueeseen kytketty 10 kaikkien anturielementtien alaelektrodit rinnan. Vastaavasti kaikki yläelektrodit on kytketty metalloinnilla vasemman ylälaidan kontaktialueeseen. Näin kyseisten alaelektrodikontaktin ja yläelektrodikontaktin välillä näkyy kaikkien elementtien kokonaiskapasitanssi, jonka arvo riippuu ympäröivän väliaineen ja anturin sisäisen alipaineisen alueen paine-erosta. Mitatun kapasitanssin avulla voidaan siten määrittää 15 vallitseva ympäristön paine kun anturin kalibrointitiedot tunnetaan.
Anturista mitattava kapasitanssi riippuu aktiivisen alueen muuttuvan kapasitanssin lisäksi myös rakenteessa välttämättä olevasta ns. hajakapasitanssista. Yleisesti ottaen rakenteesta mitatun hajakapasitanssin arvo riippuu komponentin lämpötilasta ja 20 esimerkiksi ympäristön kosteudesta. Koska yksittäisen komponentin mittauksessa ei yleensä ottaen voida erottaa hyötykapasitanssin arvoa hajakapasitanssista, on edullista ‘ integroida samalle piipalalle myös erillinen rakenne, jonka avulla hajakapasitanssien t' . ( vaikutus mitattuun paineeseen saadaan eliminoitua. Tällaiseksi ns. referenssirakenteeksi , · ·, käy parhaiten mittaavan anturin kanssa rakenteellisesti mahdollisimman samankaltainen 25 paineesta riippumaton rakenne, jonka kapasitanssi riippuu ympäristöolosuhteista (esim. lämpötila j a kosteus) muuten samalla tavalla kuin painetta mittaava rakenne.
I « · ' . Alan asiantuntijalle on luonnollisesti selvää että referenssikapasitanssi voidaan tehdä myös erilliselle piipalalle, jolloin täydellisen referenssin sisältävän painetta mittaavan ,;, 30 anturin integrointi voidaan hoitaa pakkausteknisesti.
6 112644
Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen referenssirakenne-elementin poikkileikkaus. Kuvan mukaisesti on uhrautuvasta kerroksesta jätetty alueelle 10 saarekkeita 14, jotka koostuvat kerroksista 4 ja 5. Saarekkeiden tarkoituksena on poistaa referenssianturin kapasitanssin paineriippuvuus jäykistämällä niiden avulla yläelektrodia. Tyypillisesti 5 vaadittavien esimerkiksi poikkileikkaukseltaan ympyrän muotoisten saarekkeiden koko on halkaisijaltaan 1 pm -10 pm. Määrältään kerroksista 6 ja 7 koostuvan yläelektrodin jäykkyyttä (paineherkkyyttä pienentäviä) saarekkeita voi olla 1-100/elementti. Mitoituksellisesti on oleellista, että yksittäisen referenssianturielementin alueeseen 10 muodostettujen saarekkeiden pinta-ala on oleellisesti pienempi kuin anturielementin 10 kokonaispinta-ala, jolloin referenssianturielementin on mahdollisimman samankaltainen varsinaisen painetta mittaavan elementin kanssa lukuun ottamatta sen inerttisyyttä paineen vaihteluille.
Muita keinoja vähentää referenssianturin paineherkkyyttä ovat kerroksen 6 paksuuden 15 kasvattaminen ja kalvojen 6 ja 7 sisäisen vetojännitysten kasvattaminen suhteessa painetta mittaaviin elementteihin.
Kuviossa 4 on esitetty paineanturin referenssialue päältä katsottuna. Kuvan referenssielementeissä on uhrautuvan kerroksen vapaaksi etsatulla alueella (10) 16 20 tukipylvästä jäykistämässä kerroksista 6 ja 7 muodostettua membraania.
' ". Asiantuntijalle on itsestään selvää, että rakenteeseen voidaan lisätä myös ylä- ja alaelektrodien välille myös ns. quard elektrodi jota voidaan käyttää esimerkiksi ···, pintavuotovirroista aiheutuvien epätarkkuuksien eliminointiin. Asiantuntijalle on myös 25 itsestään selvää että, alimmainen monikiteinen piikalvo (alaelektrodi) 3 ja eristekalvo 2 , ·. voidaan jättää rakenteesta pois, mikäli alaelektrodina halutaan käyttää pelkkää •' ”. piisubstraattia.
7 112644
VAIHTOEHTOINEN RAKENNE
Muuttuvan kapasitanssin osuutta kokonaiskapasitansissa voidaan lisätä tekemällä elementit paksummaksi keskialueeltaan. Ulkoisen paineen vaikutuksesta taipuva kalvo 5 taipuu rakenteessa enemmän reunoilta kuin keskialueelta. Keskialue pysyy paineesta riippumatta lähes laattamaisena koko painealueella, jolloin muuttuvan kapasitanssin osuus kokonaiskapasitanssista kasvaa. Kuvion 6 paksunnos 12 on (kuten kerros 7) käytännön komponentissa edullisimmin monikiteistä piitä.
10 Taipuvan kalvon paksunnos voidaan tehdä myös ennen reikäisen polypiikalvon kasvatusta. Tällöin se on kuitenkin kuvioitava reikäiseksi, jotta uhrautuva kerros saataisiin tehokkaasti syövytettyä sen alta pois.
Perusrakennetta (kuvio 3) voidaan myös parantaa ulottamalla kerros 5 koko taipuvan 15 membraanin alueelle. Kuviossa 7 on esitetty poikkileikkaus kyseisestä rakennevariaatiosta. Rakenteessa on lisätty membraanin jäykkyyttä kerroksella 5, joka on edullisimmillaan samaa ainetta kerroksen 7 kanssa (monikiteistä piitä). Jotta uhrautuvan kerroksen etsaus onnistuisi tässä rakenteessa, on kerrokseen 5 tehtävä yksi tai useampia reikiä 13.
• 20 • , Vaihtoehtoiseksi rakenteeksi voidaan tulkita myös rakenne, jossa alimmainen monikiteinen piikalvo (alaelektrodi) 3 ja eristekalvo 2 jätetään pois. Tällöin alaelektrodina voidaan käyttää johtavaksi seostettua piisubstraattia 1.
25 ANTURIN MITOITUKSESTA
· . Anturin mitoitus voidaan suorittaa (kalvojen paksuudet geometria ja jännitykset) käyttäen hyväksi markkinoilla olevia kaupallisia fem-ohjelmistoja. Yksinkertaisessa . tapauksessa, joissa taipuvat alueet anturi elementeissä ovat rakenteeltaan ympyrän 30 muotoisia, voidaan mitoituksessa käyttää alla olevia analyyttisia ratkaisuja [3].
8 112644
Ympyränmuotoisen kalvon taipuma (rumpukalvo): Z(r) = 1 — —γ 4-a-h\_ R2 5 missä p = paine R = vapaaksi etsatun alueen säde σ = kalvon vetojännitys h = taipuvan kalvon paksuus r = etäisyys kalvon keskipisteestä 10
Esim. P = l*105Pa h = 1 pm (taipuvan polypiikalvon paksuus) σ ( 3000 ppm:n venymällä) = 0.03*160 *109 Pa (kalvon vetojännitys, kun polypii lämpökäsitelty 700 C, lh) 15 => Z(0) = 0.5 pm kun R= 98 pm (eli kalvon taipuma puolet ilmaraosta kun paine on 1*105 Paja uhrautuvan kerroksen paksuus d,, on lpm).
. t · Esimerkin mukaisesti neliömillin pinta-alalle mahtuu n. 25 elementtiä :· 20
Anturin kapasitanssi (nelementtiä) paineen funktiona: ^ *f Ι-Ν-ε-π-r ^ •=I—p-ru
1-TJ
“ Α-σ-hy R2) 9 112644
Valmistusprosessia kuvataan kuvion 8 pohjalta luettelemalla menetelmävaiheet suoritusj ärj estyksessä: 1. Oksidin kasvatus 2. Amorfisen piin kasvatus (esimerkiksi in situ booriseostus) 3. Lämpökäsittely 4. Polypiin kuviointi 5. Uhrautuvan kerroksen kasvatus (LTO) 6. Amorfisen piin kasvatus ( esimerkiksi in situ booriseostus) 7. Amorfisen piin kuviointi 8. Amorfisen piin kasvatus (booriseostus, reikäinen/huokoinen, 100 nm) 9. Lämpökäsittely 10. Uhrautuvan kerroksen etsaus 11. Polypiin kasvatus (esimerkiksi in situ booriseostus) 12. Polypiin kuviointi 13. LTO:n kuviointi 14. Metallointi 15. Metallin kuviointi . . 16. PECVD- nitridin kasvatus .! ' 17. PECVD- nitridin kuviointi • · · Viitteet: • · ’ 1. K Kasten et ai.; Sensors and Actuators A, Voi. 85 (2000) 147-152 2. Y. Kageyama, T. Tsuchiya, H. Fuanbashi, and J. Sakata: ’’Polycrystalline silicon thin films with hydrofluoric acid permeability for underlying oxide etching and : vacuum encapsulation” J. Vac. Sci Technol. A 18(4), Jul/Aug 2000 L 3. George S. K. Wong et ai, AIP Handbook of Condenser Microphones, Theory,
Calibration and Measuremets; AIP Press, New York, 1995, pp 41-42.

Claims (19)

1. Kapasitiivinen paineanturirakenne erityisesti absoluuttipaineen mittausta varten, joka anturi käsittää ainakin yhden kiinteän elektrodin (3), - ainakin yhden kiinteästä elektrodista (3) sähköisesti eristetyn liikkuvan elektrodin (6, 7), joka on sijoitettu välimatkan (10) päähän kiinteästä elektrodista (3), tunnettu siitä, että - osa liikkuvasta elektrodista (6, 7) on muodostettu huokoisesta monikiteisestä piikalvosta (6), joka jää valmiissa komponentissa osaksi taipuvaa elektrodia (6, 7), jolloin piikalvon (6) huokoset ovat keskimääräiseltä suuruudeltaan alle 10 nm kokoisia pienimmältä läpimitaltaan.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen absoluuttipaineanturirakenne, tunnettu siitä, että alipaineisen alueen (10) reunoille on jätetty uhrautuvan kerroksen materiaalia (4), jolloin materiaalin poistoa ei viedä lateraalisessa suunnassa loppuun.
3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturirakenne, tunnettu siitä, että , ‘ huokoisen monikiteisen piikalvon (6) alla on rakennetta jäykistämässä yhtenäinen '/ * piikalvo (5), jossa on reikiä (13).
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturirakenne, tunnettu siitä, että referenssinä toimivan elementin alipaineiselle alueelle (10) on jätetty uhrautuvaa ‘ ’ kerrosta poistamatta saarekkeisilta alueilta (14).
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturirakenne, tunnettu siitä, että taipuvan kalvon (6, 7) keskelle on tehty paksunnos (12), joka jäykistää rakennetta keskialueelta. 112644
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturirakenne, tunnettu siitä, että taipuvan huokoisen monikiteisen piikalvon kalvon (6) päällä on monikiteinen piikalvo (7) siten, että syntyvä kerrosrakenne on kaasua läpäisemätön.
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturirakenne, tunnettu siitä, että anturirakenne muodostuu useista yksittäisistä anturielementeistä, jotka on kytketty rinnan tai sarjaan keskenään.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturirakenne, tunnettu siitä, että anturirakenne on valmistettu piimikromekaanisin menetelmin.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturirakenne, tunnettu siitä, että anturirakenne on absoluuttipaineanturi.
10. Menetelmä sellaisen kapasitiivinen paineanturirakenteen, erityisesti absoluuttipaineen mittausta varten tarkoitetun anturin valmistamiseksi, joka anturi käsittää , ; - ainakin yhden kiinteän elektrodin (3), - ainakin yhden kiinteästä elektrodista (3) sähköisesti eristetyn liikkuvan : · elektrodin (6, 7), joka on sijoitettu välimatkan (10) päähän kiinteästä elektrodista Oi (3), :: tunnettu siitä, että t t ’ · · ’ - osa liikkuvasta elektrodista (6, 7) on muodostetaan huokoisesta monikiteisestä piikalvosta (6), joka jää valmiissa komponentissa osaksi taipuvaa elektrodia (6, 7), jolloin piikalvon (6) huokoset ovat keskimääräiseltä suuruudeltaan alle 10 nm kokoisia pienimmältä läpimitaltaan.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alipaineisen alueen (10) reunoille on jätetään uhrautuvan kerroksen materiaalia (4), jolloin materiaalin poistoa ei viedä lateraalisessa suunnassa loppuun. 112644 n
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 1'· huokoisem monikiteisen piikalvon (6) alle on muodostettu rakennetta jäykistämään yhtenäinen piikalvo (5), jossa on reikiä (13).
13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssinä toimivan elementin alipaineiselle alueelle (10) jätetään uhrautuvaa kerrosta poistamatta saarekkeisilta alueilta (14).
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taipuvan kalvon (6, 7) keskelle tehdään paksunnos (12), joka jäykistää rakennetta keskialueelta.
15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taipuvan huokoisen monikiteisen piikalvon kalvon (6) päälle muodostetaan monikiteinen piikalvo (7) siten, että syntyvä kerrosrakenne on kaasua läpäisemätön.
16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ; anturirakenne muodostetaan useista yksittäisistä anturielementeistä, jotka on kytketty rinnan tai sarjaan keskenään.
; : 17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ; : anturirakenne valmistetaan piimikromekaanisin menetelmin.
18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmiin komponentin alipaineisen alueen kiinteä aine (4) (uhrautuva kerros) poistetaan huokoisen monikiteisen piikalvon (6) lävitse.
’ 19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että : ; elementin suljenta on suoritettu kasvattamalla monikiteisen huokoisen piikalvon (6) :‘ päälle uhrautuvan kerroksen syövytyksen jälkeen monikiteistä piitä (7), siten että anturielementin sisään jää kasvatuksen aikainen alipaine. 112644
FI20002472A 2000-11-10 2000-11-10 Pintamikromekaaninen absoluuttipaineanturi ja menetelmä sen valmistamiseksi FI112644B (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20002472A FI112644B (fi) 2000-11-10 2000-11-10 Pintamikromekaaninen absoluuttipaineanturi ja menetelmä sen valmistamiseksi
JP2002541035A JP3857231B2 (ja) 2000-11-10 2001-11-07 表面微細加工した絶対圧力センサとその製造方法
AT01982512T ATE514652T1 (de) 2000-11-10 2001-11-07 Oberflächig mikrohergestellter absolutdrucksensor und dessen herstellungsverfahren
PCT/FI2001/000970 WO2002038491A1 (en) 2000-11-10 2001-11-07 Surface-micromachined absolute pressure sensor and a method for manufacturing thereof
AU2002214074A AU2002214074A1 (en) 2000-11-10 2001-11-07 Surface-micromachined absolute pressure sensor and a method for manufacturing thereof
US10/416,267 US6931935B2 (en) 2000-11-10 2001-11-07 Surface-micromachined absolute pressure sensor and a method for manufacturing thereof
CN01821908.XA CN1225400C (zh) 2000-11-10 2001-11-07 表面微型机械加工的绝对压力传感器及其制造方法
RU2003113320/28A RU2258914C2 (ru) 2000-11-10 2001-11-07 Датчик абсолютного давления с микрообработанной поверхностью и способ его изготовления
EP01982512A EP1337458B1 (en) 2000-11-10 2001-11-07 Surface-micromachined absolute pressure sensor and a method for manufacturing thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20002472 2000-11-10
FI20002472A FI112644B (fi) 2000-11-10 2000-11-10 Pintamikromekaaninen absoluuttipaineanturi ja menetelmä sen valmistamiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20002472A0 FI20002472A0 (fi) 2000-11-10
FI20002472A FI20002472A (fi) 2002-05-11
FI112644B true FI112644B (fi) 2003-12-31

Family

ID=8559475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20002472A FI112644B (fi) 2000-11-10 2000-11-10 Pintamikromekaaninen absoluuttipaineanturi ja menetelmä sen valmistamiseksi

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6931935B2 (fi)
EP (1) EP1337458B1 (fi)
JP (1) JP3857231B2 (fi)
CN (1) CN1225400C (fi)
AT (1) ATE514652T1 (fi)
AU (1) AU2002214074A1 (fi)
FI (1) FI112644B (fi)
RU (1) RU2258914C2 (fi)
WO (1) WO2002038491A1 (fi)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10117486A1 (de) 2001-04-07 2002-10-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstelung eines Halbleiterbauelements sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Halbleiterbauelement
DE10247487A1 (de) 2002-10-11 2004-05-06 Infineon Technologies Ag Membran und Verfahren zu deren Herstellung
DE102004015442A1 (de) * 2004-03-30 2005-10-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Verschließen von perforierten Membranen
US6923069B1 (en) 2004-10-18 2005-08-02 Honeywell International Inc. Top side reference cavity for absolute pressure sensor
DE102005016243B3 (de) 2005-04-08 2006-09-28 Austriamicrosystems Ag Mikromechanisches Bauelement, Verfahren zur Herstellung und Verwendung
US7560789B2 (en) 2005-05-27 2009-07-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
WO2007029133A2 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Koninklijke Philips Electronics N. V. A method of manufacturing a microsystem, such a microsystem, a stack of foils comprising such a microsystem, an electronic device comprising such a microsystem and use of the electronic device
JP2009507655A (ja) * 2005-09-09 2009-02-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ マイクロシステムの製造方法、当該マイクロシステム、当該マクロシステムを有するホイルの積層体、当該マイクロシステムを有するエレクトロニクス素子、及び該エレクトロニクス素子の使用
US7711239B2 (en) 2006-04-19 2010-05-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Microelectromechanical device and method utilizing nanoparticles
US7417784B2 (en) 2006-04-19 2008-08-26 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Microelectromechanical device and method utilizing a porous surface
EP2104948A2 (en) * 2007-02-20 2009-09-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Equipment and methods for etching of mems
CN101802985A (zh) * 2007-09-14 2010-08-11 高通Mems科技公司 用于微机电系统生产的蚀刻工艺
US8022490B2 (en) * 2008-03-24 2011-09-20 Conexant Systems, Inc. Micro electro-mechanical sensor (MEMS) fabricated with ribbon wire bonds
DE102008028300B4 (de) * 2008-06-13 2021-10-07 Tdk Electronics Ag Leiterplatte mit flexiblem Bereich und Verfahren zur Herstellung
RU2465681C2 (ru) * 2009-02-19 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Способ изготовления чувствительного элемента датчика давления жидких и газообразных сред
US8393222B2 (en) 2010-02-27 2013-03-12 Codman Neuro Sciences Sárl Apparatus and method for minimizing drift of a piezo-resistive pressure sensor due to progressive release of mechanical stress over time
KR101184459B1 (ko) 2010-05-06 2012-09-19 삼성전기주식회사 압력센서
US8659816B2 (en) 2011-04-25 2014-02-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Mechanical layer and methods of making the same
RU2477846C1 (ru) * 2011-12-02 2013-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Датчик абсолютного давления
CN102539029B (zh) * 2012-02-29 2013-09-25 上海交通大学 基于柔性mems技术的三维流体应力传感器及其阵列
FR3002219B1 (fr) * 2013-02-19 2015-04-10 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'une structure micromecanique et/ou nanomecanique comportant une surface poreuse
DE102017213354A1 (de) 2017-08-02 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Drucksensorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren
CN209326840U (zh) 2018-12-27 2019-08-30 热敏碟公司 压力传感器及压力变送器
JP7485045B2 (ja) * 2020-07-21 2024-05-16 株式会社村田製作所 圧力センサ構造、圧力センサ装置および圧力センサ構造の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750789B2 (ja) * 1986-07-18 1995-05-31 日産自動車株式会社 半導体圧力変換装置の製造方法
US5177661A (en) * 1989-01-13 1993-01-05 Kopin Corporation SOI diaphgram sensor
US5506454A (en) * 1991-03-20 1996-04-09 Hitachi, Ltd. System and method for diagnosing characteristics of acceleration sensor
US5707077A (en) * 1991-11-18 1998-01-13 Hitachi, Ltd. Airbag system using three-dimensional acceleration sensor
US5802684A (en) * 1993-09-14 1998-09-08 Nikon Corporation Process for producing a vibration angular-velocity sensor
DE59508560D1 (de) * 1994-11-24 2000-08-17 Siemens Ag Kapazitiver Drucksensor
FI100918B (fi) * 1995-02-17 1998-03-13 Vaisala Oy Pintamikromekaaninen, symmetrinen paine-eroanturi
JPH08236784A (ja) * 1995-02-23 1996-09-13 Tokai Rika Co Ltd 加速度センサ及びその製造方法
US5831162A (en) * 1997-01-21 1998-11-03 Delco Electronics Corporation Silicon micromachined motion sensor and method of making
JP3362714B2 (ja) * 1998-11-16 2003-01-07 株式会社豊田中央研究所 静電容量型圧力センサおよびその製造方法
US6816301B1 (en) * 1999-06-29 2004-11-09 Regents Of The University Of Minnesota Micro-electromechanical devices and methods of manufacture
DE10032579B4 (de) * 2000-07-05 2020-07-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Halbleiterbauelement

Also Published As

Publication number Publication date
CN1225400C (zh) 2005-11-02
JP3857231B2 (ja) 2006-12-13
CN1486277A (zh) 2004-03-31
AU2002214074A1 (en) 2002-05-21
EP1337458A1 (en) 2003-08-27
FI20002472A0 (fi) 2000-11-10
RU2258914C2 (ru) 2005-08-20
US6931935B2 (en) 2005-08-23
FI20002472A (fi) 2002-05-11
EP1337458B1 (en) 2011-06-29
WO2002038491A1 (en) 2002-05-16
JP2004513356A (ja) 2004-04-30
ATE514652T1 (de) 2011-07-15
US20040020303A1 (en) 2004-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI112644B (fi) Pintamikromekaaninen absoluuttipaineanturi ja menetelmä sen valmistamiseksi
FI100918B (fi) Pintamikromekaaninen, symmetrinen paine-eroanturi
US8749013B2 (en) Sensor and method for its production
US6445053B1 (en) Micro-machined absolute pressure sensor
JP3114570B2 (ja) 静電容量型圧力センサ
AU2001280660A1 (en) Micro-machined absolute pressure sensor
JPH08129026A (ja) 静電容量式加速度センサ及びその製造方法
EP1898196A2 (en) Method for fabricating capacitive pressure sensor and capacitive pressure sensor fabricated thereby
Müller et al. An industrial CMOS process family adapted for the fabrication of smart silicon sensors
US11624668B2 (en) Methods for fabricating pressure sensors with non-silicon diaphragms
CN113702665B (zh) 一种mems加速度计及其形成方法
US6225140B1 (en) CMOS compatable surface machined pressure sensor and method of fabricating the same
FI111993B (fi) Kapasitiivinen absoluuttisen paineen mittausilmaisin ja menetelmä useiden tällaisten ilmaisimien valmistamiseksi
CN111947815A (zh) Mems压力芯片及其制备方法
CN109231156B (zh) 电容式压力传感器及其制备方法、压力测量装置
JP2002190608A (ja) 半導体力学量センサ及びその製造方法
US8436434B2 (en) Micromechanical component
CN110526200B (zh) 一种具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片及其制备方法
CN210559358U (zh) 压力传感器
US20210363001A1 (en) Mems devices with support structures and associated production methods
Chiang et al. Capacitive absolute pressure sensor with independent electrode and membrane sizes for improved fractional capacitance change
KR100245051B1 (ko) 풍량 및 풍속 측정센서와 그 센서의 제조방법
WO2001046665A1 (en) Multivariate semiconductor pressure sensor with passageway
JPS62268167A (ja) 薄膜圧力センサ
JPH06163939A (ja) 半導体圧力センサ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS

Free format text: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS

MA Patent expired