WO2009068690A1 - Pressure sensor with molybdenum silicide for shielding - Google Patents

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WO2009068690A1
WO2009068690A1 PCT/EP2008/066557 EP2008066557W WO2009068690A1 WO 2009068690 A1 WO2009068690 A1 WO 2009068690A1 EP 2008066557 W EP2008066557 W EP 2008066557W WO 2009068690 A1 WO2009068690 A1 WO 2009068690A1
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pressure
pressure sensor
sensor chip
passivation layer
layer
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PCT/EP2008/066557
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Inventor
Dieter Stolze
Anh Tuan Tham
Frank Löffler
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Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring 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
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
    • G01L9/0054—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

Definitions

  • the invention relates to a Halbieiter pressure sensor chip with an electrical shield.
  • Pressure sensors are used to detect pressures and are used in pressure gauges, e.g. used in industrial metrology, used for the measurement of absolute pressures, relative pressures and differential pressures.
  • semiconductor sensors are often used as pressure sensors.
  • Semiconductor sensors are now regularly silicon-based, e.g. Produced using Silicon-on-Insulator (SOI) technology. They are regularly formed as a pressure sensor chip, which typically has a carrier and a measuring membrane arranged on a carrier. The measuring diaphragm is exposed to the pressure to be measured during measuring operation.
  • SOI Silicon-on-Insulator
  • Pressure sensor chips are usually very sensitive and are therefore not usually exposed directly to a medium whose pressure is to be measured. Instead, liquid seals filled with liquid are placed in front of them, which transmit the pressure to be measured to the measuring membrane.
  • a pressure acting on the measuring membrane causes a pressure-dependent deflection of the measuring membrane, which is detected by arranged on the measuring membrane sensor elements and converted into an electrical output signal that is then available for further processing and / or evaluation.
  • piezoresistive resistors are, for example, by suitable doping methods, such as eg diffusion or implantation.
  • the piezoresistive resistors are formed, for example, by regions on the measuring membrane which have a positive doping. These regions are, for example, applied to a silicon layer having a negative doping.
  • at least four resistors are used, which are for example distributed on the measuring diaphragm in such a way that their resistance values increase or decrease in pairs as a function of a deflection of the measuring diaphragm caused by the acting pressure.
  • the resistors are typically connected together to form a bridge circuit, eg, a Wheatstone bridge, and an output signal dependent on the applied pressure is taken from the bridge circuit.
  • Output signal is essentially caused by an acting field at higher temperatures drift movement of ions on the chip. It is further stated there that a shield in the form of a metallically conductive covering layer on the chip surface can prevent these ions from drift if the covering layer is at the same potential as the substrate.
  • Aluminum layer used. Aluminum has the advantage that one can produce the aluminum screen together with aluminum tracks and aluminum contact pads in a sputtering process.
  • needle-shaped Auskristailmaschineen of AISi - so-called "spikes” can form, which penetrate the chip surface.When these Auskristalüstechniken reach the sensor elements creates a short circuit.
  • doped polysilicon Another material commonly used for electrical shielding is doped polysilicon. Many material properties of polysilicon are very similar to those of single-crystal silicon. Here are mainly the thermal expansion coefficient, the hardness, as well as the elasticity and shear modules to call. As dopants, for example, boron or phosphorus are used in the production of polysilicon. However, the dopants reduce the resistivity of the material and affect the intrinsic stress in the thin film.
  • the doping takes place for example by diffusion, by implantation or by the addition of a dopant gas during the deposition of serving as a shielding layer, depending on the temperature prevailing during the manufacturing process and the pressure prevailing during the manufacturing process amorphous or polycrystalline material.
  • the grain size of the polycrystalline material is also strongly dependent on the production conditions. Due to the strong dependence of the material properties on the production conditions, a large scattering of the material properties occurs in doped polysilicon. This has a negative effect on the reproducibility of the production of doped polysilicon layers.
  • the invention consists in a pressure sensor chip for measuring a pressure, with
  • a measuring membrane made of silicon to which a pressure to be measured acts during measurement operation
  • a passivation layer arranged on the upper side of the measuring diaphragm and covering the sensor elements
  • the sensor elements are piezoresistive resistors.
  • the passivation layer comprises a silicon oxide layer.
  • the passivation layer comprises a further layer applied to the silicon oxide layer, in particular a silicon nitride layer.
  • a contact pad is arranged on the upper side of the measuring diaphragm, which is connected via a conductor track to the electrical shield, and via which an electrical connection of the shield takes place.
  • the contact pad and the conductor track are applied to the passivation layer.
  • the shield of MoJybdänsiiizid a layer thickness in the order of 100 nm.
  • the invention further includes a method for producing a pressure sensor chip according to the invention, in which the electrical shielding made of molybdenum silicide is applied to the passivation layer by sputtering, and is structured by means of a wet-chemical or a dry-chemical etching method.
  • Moiybdänsiiicide has the advantage of having excellent thermal, chemical and mechanical properties for this application.
  • MoiybdänsiÜzid has a resistivity of 4.5 10 '5 ⁇ cm and thus ensures a reliable shielding. As a result, an ion drift on the chip surface is reliably prevented and the pressure sensor is protected from externally applied electric fields.
  • Molybdenum silicide has a coefficient of thermal expansion much more similar to that of silicon than the thermal expansion coefficient of aluminum. This results in a very favorable material adaptation and thermal stresses, which could affect the stability of the output signal are largely avoided. In addition, molybdenum silicide has a very high mechanical stability, which is in particular significantly higher than that of polysilicon and aluminum, so that the risk of mechanical hysteresis is also largely eliminated.
  • Another advantage! consists in that the shield of molybdenum silicide can be applied in a simple and very economical manner by Suttertern and the applied layer by ageschemisches or trochenchemisches etching icht structure.
  • Fig. 1 shows a section through a pressure sensor chip according to the invention
  • Fig. 2 shows a view of an upper side of the pressure sensor chip according to the invention.
  • the pressure sensor chip comprises a membrane carrier 1 and a measuring membrane 3.
  • the membrane carrier 1 carries the measuring membrane 3.
  • Membrane carrier 1 and measuring membrane 3 are made of silicon and are preferably made of a single Subrat made on the underside of a here circular disc-shaped measuring membrane 3 exposing recess 5 is provided. Particularly suitable for this purpose is monocrystalline Silicon with negative doping, Alternatively, however, a monocrystalline substrate without doping or with positive doping can be used.
  • a pressure to be measured p which is fed to the measuring diaphragm 3 directly or via an upstream diaphragm seal. This is shown in Fig. 1 by an arrow p.
  • the acting pressure p causes a pressure-dependent deflection of the measuring diaphragm 1. In the illustrated embodiment, the pressure p acts on an upper side of the measuring diaphragm 1.
  • Fig. 2 shows a view of the top of the pressure sensor chip.
  • the connection lines 9 lead from the sensor elements 7 to contact pads 11 arranged in the corners of the illustrated pressure sensor chip.
  • the sensor elements 7 are preferably piezoresistive resistors. These are obtained, for example, by suitable doping methods, e.g. Diffusion or implantation. If the substrate mentioned above is used with negative doping, then the resistors can be produced, for example, by implanting boron in the uppermost layer of the substrate and then structuring the uppermost layer such that only the areas of the uppermost layer serving as sensor elements 7 on the Membrane surface remain. Usually, at least four resistors are used, e.g. are distributed on the measuring diaphragm such that their resistance values increase or decrease in pairs as a function of a deflection of the measuring diaphragm caused by the applied pressure. The resistors are typically one
  • Bridge circuit such as a Wheatstone bridge, connected together, and there is a dependent of the applied pressure p output at the Bridge circuit removed.
  • the arrangement of the sensor elements 7 and the connected connecting lines 9 are shown in FIG. 2.
  • the pressure sensor chip has a passivation layer 13 arranged on the upper side of the measuring diaphragm 3, which covers at least the sensor elements 7.
  • the passivation layer 13 is made of an insulating material, such as. As silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SIaN 4 ). In principle, a single layer, eg of silicon dioxide, is sufficient. Silicon dioxide (SiO 2 ) has the advantage that it forms a very good mechanical bond with the chip.
  • the passivation layer 13 preferably comprises a further layer applied to the silicon oxide layer, in particular a silicon nitride layer. Silicon nitride (Si 3 N 4 ) offers the advantage of a very good shielding.
  • the deposition of the material or the material layers is preferably carried out by chemical vapor deposition under vacuum (low pressure chemical vapor deposition (LPCVD)) or plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD).
  • LPCVD low pressure chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-enhanced chemical vapor deposition
  • classical photolithographic methods can be used for this purpose in order to limit the deposition to individual areas of the chip surface. In this case, preferably a small area is recessed in the immediate vicinity of each sensor element 7, in which subsequently an electrical contacting of the sensor element 7 can take place.
  • the areas may e.g. by appropriate photolithographic processes by means of appropriately shaped masks during the
  • the large-area deposition of the passivation layer 13 on the chip surface shown here has the advantage that it effects a primary passivation of the chip surface and, in particular, of the sensor elements 7.
  • Passivation layer 13 forms a protection of the sensor elements 7 Moisture while preventing charge transport on the surface of the pressure sensor chip.
  • the pressure sensor chip has an electrical shield 15 made of molybdenum salt (MoSi 2 ) applied to the passivation layer 13 on the upper side of the measuring diaphragm 3.
  • Fig. 2 shows a view of the chip top, showing the arrangement of the shield 15.
  • the shield 15 is circular disk-shaped in the illustrated embodiment. It covers the sensor elements 7 located underneath.
  • the sensor elements 7 located underneath, as well as the sections 17 of the connection lines 9 connected thereto, which run under the passivation layer 13, are shown in dashed lines in FIG.
  • the electrical shielding 15 of molybdenum silicide is preferably applied to the top of the measuring membrane 3 by sputtering, and patterned by means of a wet-chemical or a dry-chemical etching process.
  • the passivation layer 13 located between the shield 15 and the sensor elements 7 causes electrical isolation of the sensor elements 7 with respect to the shield 15.
  • Molybdenum silicide has the advantage of having excellent thermal, chemical and mechanical properties for this application.
  • Molybdenum silicide has a resistivity of 4.5 10 "5 ⁇ cm and thus ensures reliable shielding, resulting in ion drift on the surface
  • Molybdenum silicide has a coefficient of thermal expansion much more similar to that of silicon than the thermal expansion coefficient of aluminum. This results in a very favorable material adaptation and thermal stresses, which could affect the stability of the output signal are largely avoided.
  • molybdenum silicide has a very high mechanical stability, which in particular is higher than that of polysilicon and aluminum, so that the risk of mechanical hysteresis is also largely eliminated.
  • the elastic modulus of molybdenum silicide is between 242 GPa and 377 GPa.
  • polysilicon only has a modulus of elasticity of 120 GPa to 180 GPa.
  • the modulus of elasticity of aluminum is as low as 70 GPa.
  • the modulus of molybdenum silicide is 180 GPa, that of polysilicon is only 69 GPa and the aluminum is only 25 GPa. Molybdenum silicide is therefore more stable, harder and more elastic than polysilicon or aluminum.
  • a further advantage is that the molybdenum zirconium screen 15 can be applied by sputtering in a simple and very economical manner, and the applied layer can easily be structured by wet-chemical or trochlear etching.
  • the shield 15 made of molybdenum silicide has a layer thickness of the order of 100 nm, in comparison with the use of Polysiiizium due to the polycrystalline structure of this material layer thicknesses of the order of a few hundred nm required to a comparable quality of Shielding to achieve.
  • a small layer thickness offers the advantage of less reaction to the measuring properties of the pressure sensor.
  • the electrical connection of the electrical shield 15 takes place via a contact pad 19 which is arranged on the upper side of the measuring diaphragm 3 and which is connected to the electrical shield 15 via a conductor track 21.
  • a contact pad 19 which is arranged on the upper side of the measuring diaphragm 3 and which is connected to the electrical shield 15 via a conductor track 21.

Abstract

The invention relates to a pressure sensor chip for measuring a pressure, by means of which a pressure-dependent output signal can be obtained, said signal having long-term stability, having a membrane carrier (1) made of silicon, a measuring membrane (3) made of silicon, on which a pressure (p) to be measured acts during measurement operation, sensor elements (7) disposed on an upper side of the measurement membrane (3), serving to convert a deflection of the measurement membrane (3) as a function of the acting pressure (p) into an electrical output signal, a passivation layer (13) disposed on the upper side of the measurement membrane (3) and covering the sensor elements (7), and an electrical shield (15) made of molybdenum silicide applied to the passivation layer (13) and covering the sensor elements (7).

Description

DRUCKSENSOR MIT MOLYBDÄNSILIZID ZUR ABSCHIRMUNG PRESSURE SENSOR WITH MOLYBDENESILICIDE FOR SHIELDING
Die Erfindung betrifft einen Halbieiter-Drucksensor Chip mit einer elektrischen Abschirmung.The invention relates to a Halbieiter pressure sensor chip with an electrical shield.
Drucksensoren dienen zur Erfassung von Drücken und werden in Druckmessgeräten, wie sie z.B. in der industriellen Messtechnik verwendet werden, zur Messung von Absolutdrücken, Relativdrücken und Differenzdrücken eingesetzt.Pressure sensors are used to detect pressures and are used in pressure gauges, e.g. used in industrial metrology, used for the measurement of absolute pressures, relative pressures and differential pressures.
In der Druckmesstechnik werden gerne so genannte Halbleiter-Sensoren als Drucksensoren eingesetzt. Halbleiter-Sensoren werden heute regelmäßig auf Siliziumbasis, z.B. unter Verwendung von Silicon-on-lnsulator (SOI) Technologie hergestellt Sie werden regelmäßig als Drucksensor-Chip ausgebildet, der typischer Weise einen Träger und eine auf einem Träger angeordnete Messmembran aufweist. Die Messmembran ist im Messbetrieb dem zu messenden Druck ausgesetzt.In pressure measurement, so-called semiconductor sensors are often used as pressure sensors. Semiconductor sensors are now regularly silicon-based, e.g. Produced using Silicon-on-Insulator (SOI) technology. They are regularly formed as a pressure sensor chip, which typically has a carrier and a measuring membrane arranged on a carrier. The measuring diaphragm is exposed to the pressure to be measured during measuring operation.
Drucksensor-Chips sind in der Regel sehr empfindlich und werden deshalb in der Regel nicht direkt einem Medium ausgesetzt, dessen Druck gemessen werden soll. Stattdessen werden mit einer Flüssigkeit gefüllte Druckmittler vorgeschaltet, die den zu messenden Druck auf die Messmembran übertragen.Pressure sensor chips are usually very sensitive and are therefore not usually exposed directly to a medium whose pressure is to be measured. Instead, liquid seals filled with liquid are placed in front of them, which transmit the pressure to be measured to the measuring membrane.
Ein auf die Messmembran einwirkender Druck bewirkt eine druckabhängige Auslenkung der Messmembran, die über auf der Messmembran angeordnete Sensorelemente erfasst und in ein elektrisches Ausgangssignal umgewandelt wird, dass dann einer weiteren Verarbeitung und/oder Auswertung zur Verfügung steht.A pressure acting on the measuring membrane causes a pressure-dependent deflection of the measuring membrane, which is detected by arranged on the measuring membrane sensor elements and converted into an electrical output signal that is then available for further processing and / or evaluation.
Als Sensorelemente eignen sich z.B. piezoresistive Widerstände. Diese Widerstände werden beispielsweise durch geeignete Dotierungsverfahren, wie z.B. Diffusion oder Implantation, hergestellt. Die piezoresistiven Widerstände werden beispielsweise durch Bereiche auf der Messmembran gebildet, die eine positive Dotierung aufweisen. Diese Bereiche sind beispielsweise auf einer eine negative Dotierung aufweisenden Siliziumschicht aufgebracht sind. Üblicher Weise werden mindestens vier Widerstände eingesetzt, die z.B. derart auf der Messmembran verteilt sind, dass sich deren Widerstandswerte in Abhängigkeit von einer durch den einwirkenden Druck bewirkten Auslenkung der Messmembran paarweise erhöhen bzw. erniedrigen. Die Widerstände sind typischer Weise zu einer Brückenschaltung, z.B. einer Wheatstone-Brücke, zusammen geschaltet, und es wird ein vom einwirkenden Druck abhängiges Ausgangssignal an der Brückenschaltung abgenommen.As sensor elements are, for example piezoresistive resistors. These resistors are, for example, by suitable doping methods, such as eg diffusion or implantation. The piezoresistive resistors are formed, for example, by regions on the measuring membrane which have a positive doping. These regions are, for example, applied to a silicon layer having a negative doping. Usually, at least four resistors are used, which are for example distributed on the measuring diaphragm in such a way that their resistance values increase or decrease in pairs as a function of a deflection of the measuring diaphragm caused by the acting pressure. The resistors are typically connected together to form a bridge circuit, eg, a Wheatstone bridge, and an output signal dependent on the applied pressure is taken from the bridge circuit.
Dabei werden hohe Ansprüche an die Stabilität des Ausgangssignals derartiger Haibieiter-Drucksensoren gestellt. Insb. wird gefordert, dass das Ausgangssignal eine hohe Langzeitstabilität aufweist, dass es stabil ist gegenüber Umgebungseinflüssen, und das es möglichst unabhängig von den Speisebedingungen des Sensorchips ist.High demands are made on the stability of the output signal of such Haibieiter pressure sensors. Esp. is required that the output signal has a high long-term stability, that it is stable to environmental influences, and that it is as independent as possible from the feed conditions of the sensor chip.
In dem 1989 erschienen Buch ,'Halbleitersensoren' von Prof. Dr. Herbert Reichl et. al. ist hierzu auf Seite 194 ausgeführt, dass eine zeitliche Drift desIn the book published in 1989, 'Semiconductor Sensors' by Prof. dr. Herbert Reichl et. al. On page 194 it is stated that a temporal drift of the
Ausgangssignals im wesentlichen durch eine bei einem einwirkenden Feld bei höheren Temperaturen auftretende Driftbewegung von Ionen auf dem Chip hervorgerufen wird. Weiter ist dort angeführt, dass eine Abschirmung in Form einer metallisch leitenden Abdeckschicht auf der Chip-Oberfläche diese Ionen Drift unterbinden kann, sofern die Abdeckschicht auf dem gleichen Potential liegt, wie das Substrat.Output signal is essentially caused by an acting field at higher temperatures drift movement of ions on the chip. It is further stated there that a shield in the form of a metallically conductive covering layer on the chip surface can prevent these ions from drift if the covering layer is at the same potential as the substrate.
Zur Verbesserung der Stabilität des Ausgangssignais werden daher häufig elektrische Abschirmungen eingesetzt, mit denen zumindest die Sensorelemente abgedeckt werden. Ein Beispiel für einen solche metallische Abschirmung ist in der DE-A1 2921043 beschrieben. Metallischen Abschirmungen bewirken jedoch ebenfalls eine Rückwirkung auf das Ausgangssigπal, so dass insb. bei hohen Temperaturen nicht reproduzierbare Abweichungen des Ausgangssigπals auftreten können.To improve the stability of the output signal electrical shields are therefore often used with which at least the sensor elements are covered. An example of such a metallic shield is described in DE-A1 2921043. However, metallic shields also have a retroactive effect on the Ausgangssigπal, so that esp. At high temperatures irreproducible deviations of Ausgangssigπals can occur.
Bisher wurde als Material für den leitfähigen Schirm vorwiegend eineSo far, as a material for the conductive screen mainly a
Aluminiumschicht eingesetzt. Aluminium weist den Vorteil auf, dass man den Aluminium-Schirm zusammen mit Aluminium-Leiterbahnen und Aluminium- Kontakt-Pads in einem Sputterprozess erzeugen kann. Allerdings besteht hierbei das Risiko, dass sich nadeiförmige Auskristailisierungen von AISi - so genannte „spikes" bilden können, die die Chip-Oberfläche durchdringen. Wenn diese Auskristalüsierungen die Sensorelemente erreichen entsteht ein Kurzschluss.Aluminum layer used. Aluminum has the advantage that one can produce the aluminum screen together with aluminum tracks and aluminum contact pads in a sputtering process. However, there is a risk that needle-shaped Auskristailisierungen of AISi - so-called "spikes" can form, which penetrate the chip surface.When these Auskristalüsierungen reach the sensor elements creates a short circuit.
Ein weiterer Nachteil von Aluminium besteht in der ausgeprägten Neigung von Aluminium zur mechanischen Hysterese. Außerdem führt der extremeAnother disadvantage of aluminum is the pronounced tendency of aluminum to mechanical hysteresis. Besides, the extreme leads
Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium und Silizium zu einer deutlichen thermischen Hysterese.Difference in the thermal expansion coefficients of aluminum and silicon to a significant thermal hysteresis.
Ein weiteres häufig zur elektrischen Abschirmung verwendetes Material ist dotiertes Poiysilizium. Viele Materialeigenschaften von Polysilizium sind denen von einkristallinem Silizium sehr ähnlich. Hier sind vor allem der thermische Ausdehnungskoeffizient, die Härte, sowie die Elastizitäts- und Schermodule zu nennen. Als Dopanten werden bei der Herstellung von Polysilizium z.B, Bor oder Phosphor eingesetzt. Die Dopanten reduzieren jedoch die Resistivität des Materials und beeinflussen die intrinsische Spannung in der Dünnschicht.Another material commonly used for electrical shielding is doped polysilicon. Many material properties of polysilicon are very similar to those of single-crystal silicon. Here are mainly the thermal expansion coefficient, the hardness, as well as the elasticity and shear modules to call. As dopants, for example, boron or phosphorus are used in the production of polysilicon. However, the dopants reduce the resistivity of the material and affect the intrinsic stress in the thin film.
Die Dotierung erfolgt beispielsweise durch Diffusion, durch Implantation oder durch die Zugabe eines Dopantgases während der Abscheidung der als Abschirmung dienenden Schicht, in Abhängigkeit von der während des Herstellungsprozesses herrschenden Temperatur und dem während des Herstellungsprozesses herrschenden Drucks entsteht amorphes oder polykristallines Material. Die Korngröße des polykristallinen Materials ist ebenfalls stark abhängig von den Herstellungsbedingungen. Aufgrund der starken Abhängigkeit der Materialeigenschaften von den Herstellungsbedingungen tritt bei dotiertem Polysiiizium eine große Streuung der Materialeigenschaften auf. Dies wirkt sich negativ auf die Reproduzierbarkeit der Herstellung von dotierten Poiysiliziumschichten aus.The doping takes place for example by diffusion, by implantation or by the addition of a dopant gas during the deposition of serving as a shielding layer, depending on the temperature prevailing during the manufacturing process and the pressure prevailing during the manufacturing process amorphous or polycrystalline material. The grain size of the polycrystalline material is also strongly dependent on the production conditions. Due to the strong dependence of the material properties on the production conditions, a large scattering of the material properties occurs in doped polysilicon. This has a negative effect on the reproducibility of the production of doped polysilicon layers.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Drucksensor-Chip auf Siliziumbasis anzugeben, mit dem ein druckabhängiges Ausgangssigna! erzielbar ist, das eine hohe Langzeitstabilität aufweist.It is an object of the invention to provide a pressure sensor chip based on silicon, with which a pressure-dependent Ausgangssigna! can be achieved, which has a high long-term stability.
Hierzu besteht die Erfindung in einem Drucksensor-Chip zur Messung eines Drucks, mitFor this purpose, the invention consists in a pressure sensor chip for measuring a pressure, with
- einem Membranträger aus Silizium,a membrane carrier made of silicon,
- einer Messmembran aus Silizium, auf die im Messbetrieb ein zu messender Druck einwirkt,a measuring membrane made of silicon, to which a pressure to be measured acts during measurement operation,
- auf einer Oberseite der Messmembran angeordneten Sensorelementen,- Sensor elements arranged on an upper side of the measuring diaphragm,
-- die dazu dienen eine vom einwirkenden Druck anhängige Auslenkung der Messmembran in ein elektrisches Ausgangssignal umzuwandeln,- which serve to convert a dependent of the applied pressure deflection of the diaphragm into an electrical output signal,
- einer auf der Oberseite der Messmembran angeordneten Passivierungsschicht, die die Sensorelemente überdeckt, unda passivation layer arranged on the upper side of the measuring diaphragm and covering the sensor elements, and
- einer auf der Passivierungsschicht aufgebrachten, die Sensorelemente überdeckenden elektrischen Abschirmung aus Molybdänsilizid.- An applied on the passivation layer, the sensor elements covering electrical shielding of molybdenum silicide.
Gemäß einer Ausgestaltung sind die Sensorelemente piezoresisitive Widerstände.According to one embodiment, the sensor elements are piezoresistive resistors.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Passivierungsschicht eine Siliziumoxidschicht. Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Passivierungsschicht eine auf die Siliziumoxidschicht aufgebrachte weitere Schicht, insb. eine Siliziumnitridschicht.According to a further embodiment, the passivation layer comprises a silicon oxide layer. According to a development, the passivation layer comprises a further layer applied to the silicon oxide layer, in particular a silicon nitride layer.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist auf der Oberseite der Messmembran ein Kontaktpad angeordnet, der über eine Leiterbahn mit der elektrischen Abschirmung verbunden ist, und über den ein elektrischer Anschiuss der Abschirmung erfolgt. Vorzugsweise sind der Kontaktpad und die Leiterbahn auf der Passivierungsschicht aufgebracht.According to a further embodiment, a contact pad is arranged on the upper side of the measuring diaphragm, which is connected via a conductor track to the electrical shield, and via which an electrical connection of the shield takes place. Preferably, the contact pad and the conductor track are applied to the passivation layer.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Abschirmung aus MoJybdänsiiizid eine Schichtdicke in der Größenordnung von 100 nm auf.According to one embodiment of the invention, the shield of MoJybdänsiiizid a layer thickness in the order of 100 nm.
Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Drucksensor-Chips, bei dem die elektrische Abschirmung aus Molybdänsilizid auf der Passivierungsschicht durch Sputtern aufgebracht wird, und mitteis eines nasschemischen oder eines trockenchemischen Ätzverfahrens strukturiert wird.The invention further includes a method for producing a pressure sensor chip according to the invention, in which the electrical shielding made of molybdenum silicide is applied to the passivation layer by sputtering, and is structured by means of a wet-chemical or a dry-chemical etching method.
Moiybdänsiiizid bietet den Vorteil, das es für diese Anwendung hervorragende thermische, chemische und mechanische Eigenschaften aufweist. MoiybdänsiÜzid weist eine Resisitivität von 4,5 10'5 Ωcm auf und gewährleistet damit eine zuverlässige Abschirmung. Hierdurch wird eine Ionen-Drift auf der Chip-Oberfläche zuverlässig unterbunden und der Drucksensor ist vor von außen einwirkenden elektrischen Feldern geschützt.Moiybdänsiiicide has the advantage of having excellent thermal, chemical and mechanical properties for this application. MoiybdänsiÜzid has a resistivity of 4.5 10 '5 Ωcm and thus ensures a reliable shielding. As a result, an ion drift on the chip surface is reliably prevented and the pressure sensor is protected from externally applied electric fields.
Molybdänsilizid weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizient auf, der dem von Silizium sehr viel ähnlicher ist, als der thermische Ausdehnungskoeffizient von Aluminium. Damit besteht eine sehr günstige Materialanpassung und thermische Spannungen, die sich auf die Stabilität des Ausgangssignals auswirken könnten, werden weitgehend vermieden. Zusätzlich weist Molybdänsilizid eine sehr hohe mechanische Stabilität auf, die insb. entscheidend höher als die von Polysiiizium und Aluminium ist, so dass die Gefahr einer mechanischen Hysterese ebenfalls weitgehend eliminiert ist.Molybdenum silicide has a coefficient of thermal expansion much more similar to that of silicon than the thermal expansion coefficient of aluminum. This results in a very favorable material adaptation and thermal stresses, which could affect the stability of the output signal are largely avoided. In addition, molybdenum silicide has a very high mechanical stability, which is in particular significantly higher than that of polysilicon and aluminum, so that the risk of mechanical hysteresis is also largely eliminated.
Ein weiterer Vortei! besteht darin, dass die Abschirmung aus Molybdänsilizid auf einfache und sehr wirtschaftliche Weise durch S puttern aufgebracht werden kann und sich die aufgebrachte Schicht durch nasschemisches oder trochenchemisches Ätzen ieicht strukturieren iässt.Another advantage! consists in that the shield of molybdenum silicide can be applied in a simple and very economical manner by Suttertern and the applied layer by ßenschemisches or trochenchemisches etching icht structure.
Damit ist eine sehr hochwertige Abschirmung gegeben, die eine äußerst geringe Rückwirkung auf das Ausgangssignal ausübt. Damit sind insb. diejenigen Rückwirkungen gemeint, die durch mechanische und/oder thermische Hysterese verursacht werden.This is a very high quality shielding, which exerts an extremely low effect on the output signal. This means in particular those reactions which are caused by mechanical and / or thermal hysteresis.
Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren derThe invention and its advantages will now be described with reference to the figures of
Zeichnung, in denen ein Ausführungsbeispie! dargestellt ist, näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Drawing in which a Ausführungsbeispie! is illustrated, explained in more detail. Identical elements are provided in the figures with the same reference numerals.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Drucksensor-Chip; undFig. 1 shows a section through a pressure sensor chip according to the invention; and
Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer Oberseite des erfindungsgemäßen Drucksensor-Chips.Fig. 2 shows a view of an upper side of the pressure sensor chip according to the invention.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Drucksensor-Chip zur Messung eines Drucks. Der Drucksensor-Chip umfasst einen Membranträger 1 und eine Messmembran 3. Der Membranträger 1 trägt die Messmembran 3. Membranträger 1 und Messmembran 3 bestehen aus Silizium und sind vorzugsweise aus einem einzigen Subrat hergestellt, auf dessen Unterseite eine hier kreisscheibenförmige Messmembran 3 freilegende Ausnehmung 5 vorgesehen ist. Hierzu eignet sich insb. monokristallines Silizium mit negativer Dotierung, Alternativ kann aber auch ein monokristallines Substrat ohne Dotierung oder mit positiver Dotierung eingesetzt werden. Im Messbetrieb wirkt auf die Messmembran 3 ein zu messender Druck p ein, der der Messmembran 3 unmittelbar oder über einen vorgeschalteten Druckmittler zugeführt wird. Dies ist in Fig. 1 durch einen Pfeil p dargestellt. Der einwirkende Druck p bewirkt eine druck-abhängige Auslenkung der Messmembran 1. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der Druck p auf eine Oberseite der Messmembran 1 ein.1 shows a section through a pressure sensor chip according to the invention for measuring a pressure. The pressure sensor chip comprises a membrane carrier 1 and a measuring membrane 3. The membrane carrier 1 carries the measuring membrane 3. Membrane carrier 1 and measuring membrane 3 are made of silicon and are preferably made of a single Subrat made on the underside of a here circular disc-shaped measuring membrane 3 exposing recess 5 is provided. Particularly suitable for this purpose is monocrystalline Silicon with negative doping, Alternatively, however, a monocrystalline substrate without doping or with positive doping can be used. In measuring operation acts on the measuring diaphragm 3, a pressure to be measured p, which is fed to the measuring diaphragm 3 directly or via an upstream diaphragm seal. This is shown in Fig. 1 by an arrow p. The acting pressure p causes a pressure-dependent deflection of the measuring diaphragm 1. In the illustrated embodiment, the pressure p acts on an upper side of the measuring diaphragm 1.
Auf der Oberseite der Messmembran 1 sind Sensorelemente 7 angeordnet, die dazu dienen eine vom einwirkenden Druck p anhängige Ausienkung der Messmembran 1 in ein elektrisches Ausgangssignal umzuwandeln, das dann über entsprechende Anschlussleitungen 9 einer weiteren Verarbeitung und/oder Auswertung zur Verfügung steht. Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Oberseite des Drucksensor-Chips. Die Anschlussleitungen 9 führen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von den Sensorelementen 7 zu in den Ecken des dargestellten Drucksensor-Chips angeordneten Kontaktpads 11.On the upper side of the measuring diaphragm 1, sensor elements 7 are arranged which serve to convert an output of the measuring diaphragm 1 pending from the acting pressure into an electrical output signal which is then available for further processing and / or evaluation via corresponding connecting leads 9. Fig. 2 shows a view of the top of the pressure sensor chip. In the exemplary embodiment illustrated, the connection lines 9 lead from the sensor elements 7 to contact pads 11 arranged in the corners of the illustrated pressure sensor chip.
Die Sensorelemente 7 sind vorzugsweise piezoresistive Widerstände. Diese werden beispielsweise durch geeignete Dotierungsverfahren, wie z.B. Diffusion oder Implantation, hergestellt. Wird das eingangs genannte Substrat mit negativer Dotierung verwendet, so können die Widerstände beispielsweise hergestellt werden, indem in die oberste Schicht des Substrats Bor implantiert wird und die oberste Schicht anschließend derart strukturiert wird, dass ausschließlich die als Sensorelemente 7 dienenden Bereiche der obersten Schicht auf der Membranoberfläche verbleiben. Üblicher Weise werden mindestens vier Widerstände eingesetzt, die z.B. derart auf der Messmembran verteilt sind, dass sich deren Widerstandswerte in Abhängigkeit von einer durch den einwirkenden Druck bewirkten Auslenkung der Messmembran paarweise erhöhen bzw. erniedrigen. Die Widerstände sind typischer Weise zu einerThe sensor elements 7 are preferably piezoresistive resistors. These are obtained, for example, by suitable doping methods, e.g. Diffusion or implantation. If the substrate mentioned above is used with negative doping, then the resistors can be produced, for example, by implanting boron in the uppermost layer of the substrate and then structuring the uppermost layer such that only the areas of the uppermost layer serving as sensor elements 7 on the Membrane surface remain. Usually, at least four resistors are used, e.g. are distributed on the measuring diaphragm such that their resistance values increase or decrease in pairs as a function of a deflection of the measuring diaphragm caused by the applied pressure. The resistors are typically one
Brückenschaltung, z.B. einer Wheatstone-Brücke, zusammen geschaltet, und es wird ein vom einwirkenden Druck p abhängiges Ausgangssignal an der Brückenschaltung abgenommen. Die Anordnung der Sensorelemente 7 und die daran angeschlossenen Anschlussleitungen 9 sind aus Fig. 2 ersichtlich.Bridge circuit, such as a Wheatstone bridge, connected together, and there is a dependent of the applied pressure p output at the Bridge circuit removed. The arrangement of the sensor elements 7 and the connected connecting lines 9 are shown in FIG. 2.
Zusätzlich weist der Drucksensor-Chip eine auf der Oberseite der Messmembran 3 angeordnete Passivierungsschicht 13 auf, die zumindest die Sensorelemente 7 überdeckt. Die Passivierungsschicht 13 besteht aus einem isolierenden Material, wie z. B. Siliziumdioxid (SiO2) oder Siliziumnitrid (SIaN4). Prinzipiell genügt eine einzelne Schicht, z.B. aus Siliziumdioxid. Siliziumdioxid (Siθ2) bietet den Vorteil, dass es eine sehr gute mechanische Bindung mit dem Chip ausbildet. Vorzugsweise umfasst die Passivierungsschicht 13 eine weitere auf die Siliziumoxidschicht aufgebrachte weitere Schicht, insb. eine Siliziumnitridschicht. Siliziumnitrid (Si3N4) bietet den Vorteil einer sehr guten Abschirmung.In addition, the pressure sensor chip has a passivation layer 13 arranged on the upper side of the measuring diaphragm 3, which covers at least the sensor elements 7. The passivation layer 13 is made of an insulating material, such as. As silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SIaN 4 ). In principle, a single layer, eg of silicon dioxide, is sufficient. Silicon dioxide (SiO 2 ) has the advantage that it forms a very good mechanical bond with the chip. The passivation layer 13 preferably comprises a further layer applied to the silicon oxide layer, in particular a silicon nitride layer. Silicon nitride (Si 3 N 4 ) offers the advantage of a very good shielding.
Die Abscheidung des Materials bzw. der Materialschichten erfolgt vorzugsweise durch chemische Gasphasenabscheidungen unter Vakuum (low pressure chemtca! vapor deposition (LPCVD)) oder durch Plasma unterstützte chemische Gasphasenabscheidungen (Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD)). Hierzu können beispielsweise klassische Fotolitographieverfahren eingesetzt werden, um die Abscheidung auf einzelne Bereiche der Chip- Oberfläche zu begrenzen. Dabei wird vorzugsweise ein kleiner Bereich in der unmittelbaren Umgebung jedes Sensorelements 7 ausgespart, in dem nachfolgend eine elektrische Kontaktierung des Sensorelements 7 erfolgen kann. Die Bereiche können z.B. durch entsprechende fotolithographischen Verfahren mittels entsprechend ausgeformter Masken während derThe deposition of the material or the material layers is preferably carried out by chemical vapor deposition under vacuum (low pressure chemical vapor deposition (LPCVD)) or plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). For example, classical photolithographic methods can be used for this purpose in order to limit the deposition to individual areas of the chip surface. In this case, preferably a small area is recessed in the immediate vicinity of each sensor element 7, in which subsequently an electrical contacting of the sensor element 7 can take place. The areas may e.g. by appropriate photolithographic processes by means of appropriately shaped masks during the
Abscheidung abgedeckt werden, die dann nachfolgend wieder entfernt werden.Be removed, which are then removed again below.
Die hier dargestellte großflächige Abscheidung der Passivierungsschicht 13 auf der Chip-Oberfläche bietet den Vorteil, dass sie eine primäre Passivierung der Chip-Oberfläche und insb, der Sensorelemente 7 bewirkt. DieThe large-area deposition of the passivation layer 13 on the chip surface shown here has the advantage that it effects a primary passivation of the chip surface and, in particular, of the sensor elements 7. The
Passivierungsschicht 13 bildet einen Schutz der Sensorelemente 7 vor Feuchtigkeit und verhindert zugleich einen Ladungstransport auf der Oberfläche des Drucksensor-Chips.Passivation layer 13 forms a protection of the sensor elements 7 Moisture while preventing charge transport on the surface of the pressure sensor chip.
Erfindungsgemäß weist der Drucksensor-Chip eine auf der Oberseite der Messmembran 3 auf der Passivierungsschicht 13 aufgebrachte elektrische Abschirmung 15 aus Molybdänsälizid (MoSi2) auf. Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Chip-Oberseite, aus der die Anordnung der Abschirmung 15 hervorgeht. Die Abschirmung 15 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kreisscheibenförmig. Sie überdeckt die darunter befindlichen Sensorelemente 7. Die darunter befindlichen Sensorelemente 7, sowie die damit verbundenen Abschnitte 17 der Anschlussleitungen 9, die unter der Passivierungsschicht 13 verlaufen sind in Fig. 2 gestrichelt dargestellt.According to the invention, the pressure sensor chip has an electrical shield 15 made of molybdenum salt (MoSi 2 ) applied to the passivation layer 13 on the upper side of the measuring diaphragm 3. Fig. 2 shows a view of the chip top, showing the arrangement of the shield 15. The shield 15 is circular disk-shaped in the illustrated embodiment. It covers the sensor elements 7 located underneath. The sensor elements 7 located underneath, as well as the sections 17 of the connection lines 9 connected thereto, which run under the passivation layer 13, are shown in dashed lines in FIG.
Die elektrische Abschirmung 15 aus Molybdänsilizid wird vorzugsweise auf der Oberseite der Messmembran 3 durch Sputtern aufgebracht, und mittels eines nasschemischen oder eines trockenchemischen Ätzverfahrens strukturiert.The electrical shielding 15 of molybdenum silicide is preferably applied to the top of the measuring membrane 3 by sputtering, and patterned by means of a wet-chemical or a dry-chemical etching process.
Die zwischen der Abschirmung 15 und den Sensoreiementen 7 befindliche Passivierungsschicht 13 bewirkt eine elektrische Isolierung der Sensoreiemente 7 gegenüber der Abschirmung 15.The passivation layer 13 located between the shield 15 and the sensor elements 7 causes electrical isolation of the sensor elements 7 with respect to the shield 15.
Molybdänsiläzid bietet den Vorteil, das es für diese Anwendung hervorragende thermische, chemische und mechanische Eigenschaften aufweist.Molybdenum silicide has the advantage of having excellent thermal, chemical and mechanical properties for this application.
Molybdänsilizid weist eine Resisitivität von 4,5 10"5 Ωcm auf und gewährleistet damit eine zuverlässige Abschirmung. Hierdurch wird eine Ionen-Drift auf derMolybdenum silicide has a resistivity of 4.5 10 "5 Ωcm and thus ensures reliable shielding, resulting in ion drift on the surface
Chip-Oberfläche zuverlässig unterbunden und der Drucksensor ist vor von außen einwirkenden elektrischen Feldern geschützt.Chip surface reliably prevented and the pressure sensor is protected from external electric fields.
Molybdänsilizid weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizient auf, der dem von Silizium sehr viel ähnlicher ist, als der thermische Ausdehnungskoeffizient von Aluminium. Damit besteht eine sehr günstige Materialanpassung und thermische Spannungen, die sich auf die Stabilität des Ausgangssignals auswirken könnten, werden weitgehend vermieden. Zusätzlich weist Molybdänsilizid eine sehr hohe mechanische Stabilität auf, die insb. entscheiden höher ais die von Polysilizium und Aluminium ist, so dass die Gefahr einer mechanischen Hysterese ebenfalls weitgehend eliminiert ist. Der Elastizitätsmodul von Molybdänsilizid liegt zwischen 242 GPa und 377 GPa. Demgegenüber weist Poiysilizium nur einen Elastizitätsmodul von 120 GPa bis 180 GPa auf. Der Elastizitätsmodul von Aluminium beträgt sogar nur 70 GPa. Der Schermodul von Molybdänsilizid beträgt 180 GPa, der von Poiysilizium nur 69 GPa und der Aluminium sogar nur 25 GPa. Molybdänsilizid ist folglich stabiler, härter und elastischer als Poiysilizium bzw. Aluminium.Molybdenum silicide has a coefficient of thermal expansion much more similar to that of silicon than the thermal expansion coefficient of aluminum. This results in a very favorable material adaptation and thermal stresses, which could affect the stability of the output signal are largely avoided. In addition, molybdenum silicide has a very high mechanical stability, which in particular is higher than that of polysilicon and aluminum, so that the risk of mechanical hysteresis is also largely eliminated. The elastic modulus of molybdenum silicide is between 242 GPa and 377 GPa. In contrast, polysilicon only has a modulus of elasticity of 120 GPa to 180 GPa. The modulus of elasticity of aluminum is as low as 70 GPa. The modulus of molybdenum silicide is 180 GPa, that of polysilicon is only 69 GPa and the aluminum is only 25 GPa. Molybdenum silicide is therefore more stable, harder and more elastic than polysilicon or aluminum.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Abschirmung 15 aus Molybdänsiüzid auf einfache und sehr wirtschaftliche Weise durch Sputtern aufgebracht werden kann und sich die aufgebrachte Schicht durch nasschemisches oder trochenchemisches Ätzen leicht strukturieren lässt.A further advantage is that the molybdenum zirconium screen 15 can be applied by sputtering in a simple and very economical manner, and the applied layer can easily be structured by wet-chemical or trochlear etching.
Dabei genügt es, wenn die Abschirmung 15 aus Molybdänsilizid eine Schichtdicke in der Größenordnung von 100 nm aufweist, im Vergleich hierzu sind bei der Verwendung von Polysiiizium aufgrund der polykristallinen Struktur dieses Materials Schichtdicken in der Größenordnung von einigen hundert nm erforderlich, um eine vergleichbare Qualität der Abschirmung zu erzielen. Eine geringe Schichtdicke bietet den Vorteil einer geringeren Rückwirkung auf die Messeigenschaften des Drucksensor.It is sufficient if the shield 15 made of molybdenum silicide has a layer thickness of the order of 100 nm, in comparison with the use of Polysiiizium due to the polycrystalline structure of this material layer thicknesses of the order of a few hundred nm required to a comparable quality of Shielding to achieve. A small layer thickness offers the advantage of less reaction to the measuring properties of the pressure sensor.
Damit ist eine sehr hochwertige Abschirmung 15 gegeben, die eine äußerst geringe Rückwirkung auf das Ausgangssignal ausübt. Damit sind insb. diejenigen Rückwirkungen gemeint, die durch mechanische und/oder thermische Hysterese verursacht werden.This is a very high quality shield 15 is given, which exerts an extremely low feedback on the output signal. This means in particular those reactions which are caused by mechanical and / or thermal hysteresis.
Der elektrische Anschluss der elektrischen Abschirmung 15 erfolgt über einen auf der Oberseite der Messmembran 3 angeordneten Kontaktpad 19, der über eine Leiterbahn 21 mit der elektrischen Abschirmung 15 verbunden ist. Vorzugsweise sind der Kontaktpad 19 und die Leiterbahn 21 , wie in Fig. 2 dargestellt, auf der Passivierungsschicht 13 aufgebracht. The electrical connection of the electrical shield 15 takes place via a contact pad 19 which is arranged on the upper side of the measuring diaphragm 3 and which is connected to the electrical shield 15 via a conductor track 21. Preferably, the contact pad 19 and the conductor 21, as shown in Fig. 2, applied to the passivation layer 13.
Figure imgf000014_0001
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Claims

Patentansprüche claims
1. Drucksensor-Chip zur Messung eines Drucks mit - einem Membranträger (1 ) aus Silizium,1. Pressure sensor chip for measuring a pressure with - a membrane carrier (1) made of silicon,
- einer Messmembran (3) aus Silizium, auf die im Messbeträeb ein zu messender Druck (p) einwirkt,a measuring membrane (3) made of silicon, on which a pressure (p) to be measured acts in the measured quantity,
- auf einer Oberseite der Messmembran (3) angeordneten Sensorelementen (7), -- die dazu dienen eine vom einwirkenden Druck (p) anhängige Auslenkung der Messmembran (3) in ein elektrisches Ausgangssignai umzuwandeln,sensor elements (7) arranged on an upper side of the measuring diaphragm (3), which serve to convert a deflection of the measuring diaphragm (3) depending on the acting pressure (p) into an electrical output signal,
- einer auf der Oberseite der Messmembran (3) angeordneten Passivierungsschicht (13), die die Sensoreiemente (7) überdeckt, unda passivation layer (13) arranged on the upper side of the measuring diaphragm (3), which covers the sensor elements (7), and
- einer auf der Passivierungsschicht (13) aufgebrachten, die Sensorelemente (7) überdeckenden elektrischen Abschirmung (15) aus- One on the passivation layer (13) applied, the sensor elements (7) covering electrical shield (15)
Moiybdänsiüzid.Moiybdänsiüzid.
2. Drucksensor-Chip nach Anspruch 1 , bei dem die Sensorelemente (7) piezoresisitive Widerstände sind.2. Pressure sensor chip according to claim 1, wherein the sensor elements (7) are piezoresisitive resistors.
3. Drucksensor-Chip nach Anspruch 1 , bei dem die Passivierungsschicht (13) eine Siläziumoxidschicht umfasst.The pressure sensor chip of claim 1, wherein the passivation layer (13) comprises a layer of silicium oxide.
4. Drucksensor-Chip nach Anspruch 3, bei dem die Passivierungsschicht (13) eine auf die Siliziumoxidschicht aufgebrachte weitere Schicht, insb. eine4. Pressure sensor chip according to claim 3, wherein the passivation layer (13) applied to the silicon oxide layer further layer, esp. A
Siliziumnitridschicht umfasst.Silicon nitride layer comprises.
5. Drucksensor-Chip nach Anspruch 1 , bei dem auf der Oberseite der Messmembran ein Kontaktpad (19) angeordnet ist, der über eine Leiterbahn (21 ) mit der elektrischen Abschirmung (15) verbunden äst, und über den ein elektrischer Anschluss der Abschirmung (15) erfolgt. 5. Pressure sensor chip according to claim 1, wherein a contact pad (19) is arranged on the upper side of the measuring diaphragm, which is connected via a conductor track (21) to the electrical shield (15), and via which an electrical connection of the shield ( 15).
6. Drucksensor-Chip nach Anspruch 5, bei dem der Kontaktpad (19) und die Leiterbahn (21 ) auf der Passivierungsschicht (13) aufgebracht sind.6. Pressure sensor chip according to claim 5, wherein the contact pad (19) and the conductor track (21) on the passivation layer (13) are applied.
7. Drucksensor-Chip nach Anspruch 1 , bei dem die Abschirmung (15) aus Moiybdänsilizid eine Schichtdicke in der Größenordnung von 100 nm aufweist.7. Pressure sensor chip according to claim 1, wherein the shield (15) made of Moiybdänsilizid has a layer thickness of the order of 100 nm.
8. Verfahren zur Herstellung eines Drucksensor-Chip nach Anspruch 1 , bei dem die elektrische Abschirmung (15) aus Moiybdänsilizid auf der Passivierungsschicht (13) durch Sputtern aufgebracht wird, und mittels eines nasschemischen oder eines trockenchemischen Ätzverfahrens strukturiert wird. 8. A method of manufacturing a pressure sensor chip according to claim 1, wherein the electrical shield (15) of Moiybdänsilizid on the passivation layer (13) is applied by sputtering, and patterned by a wet chemical or a dry chemical etching process.
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