专利名称：压力传感器的制作方法
技术领域：
压力传感器
技术领域：
本实用新型涉及一种压力传感器，尤其一种硅基压阻式压力传感器。背景技术：
硅基压阻式压力传感器作为微机电系统(MEMS)器件的第一个产品，以其在结构 和工艺简单、与IC工艺兼容性较高等优点备受人们的青睐。硅基压阻式压力传感器一般都 是在硅衬底上通过扩散或离子注入形成四组压阻条，组成惠斯通(Wheatstone)电桥，实现 压强到电信号的转化，最后通过硅_玻璃阳极键合来实现绝压或差压测试的功能。市场上现有的压力传感器产品中，其检测电路惠斯通电桥要么设计成开环检测， 要么设计成闭环检测。请参图1所示，检测电路惠斯通电桥为闭环检测，其仅设有一个闭环 引线部Al ；请参图2所示，检测电路惠斯通电桥为开环检测，其设有两个开环引线部A2。上 述结构的压力传感器产品使得用户在实际应用中缺乏选择性，给运用带来不便，也增加工 艺步骤。另外，请参图5所示，现有的硅-玻璃键合后的压力传感器芯片包括压力硅膜1'、 背腔2'及未被腐蚀或刻蚀的硅支撑体3'，然而硅支撑体3'的厚度tl比较厚，给划片以 及后续的封装带来不便；同时，由于单个芯片的尺寸较大，单一晶圆的产量较低，成本就相 对较高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种兼容开环和闭环桥臂检测的压力 传感器。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种压力传感器，包括硅片及 配置于硅片上的可兼容开环检测及闭环检测惠斯通检测电桥，所述惠斯通检测电桥包括可 工作于开环检测模式下的开环引线部及可工作于闭环检测模式下的闭环引线部，其中所述 开环引线部及闭环引线部可选择性的导通惠斯通检测电桥。进一步地，所述开环引线部为两个，所述闭环引线部位于这两个开环引线部之间。进一步地，所述两个开环引线部及闭环引线部设置于直角三角形的三个顶点上。进一步地，所述闭环引线部位于直角三角形的直角顶点上。进一步地，所述闭环引线部包括若干梳齿。进一步地，所述硅片包括压力硅膜、背腔及未被腐蚀或刻蚀的硅支撑体，所述压力 硅膜包括外表面及与背腔连通的内表面，所述硅支撑体包括第一表面，所述第一表面与压 力硅膜的内表面之间的距离不大于压力硅膜的内、外表面之间的距离。进一步地，所述硅支撑体在垂直其厚度的横向方向上经过机械减薄和化学机械抛 光。进一步地，所述闭环引线部在未引线或选择开环检测时为开路。进一步地，所述闭环引线部在闭环检测模式下通过在梳齿上引线而变成通路。[0015]相较于现有技术，本实用新型通过同时设置开环引线部及闭环引线部，使用者可选择性的导通开环引线部或闭环引线部，使压力传感器的惠斯通检测电桥工作于开环检测 模式或闭环检测模式，提高了本实用新型压力传感器的兼容性。
图1是现有压力传感器的闭环桥臂检测电路的示意图。图2是现有压力传感器的开环桥臂检测电路的示意图。图3是本实用新型压力传感器桥臂检测电路的示意图。图4是图3中虚线部分的放大图。图5是现有压力传感器的硅片在制作过程中被腐蚀后的示意图。图6是本实用新型压力传感器的硅片在制作过程中被腐蚀后的示意图。
具体实施方式图3及图4揭示了一种可兼容开环和闭环桥臂检测的压力传感器100。所述压力 传感器100包括硅片4及配置于硅片4上的惠斯通检测电桥5。所述惠斯通检测电桥5包 括在硅片4上由离子注入形成的压阻和铝线。所述惠斯通检测电桥5包括两个开环引线部1、3及位于这两个开环引线部1、3之 间的闭环引线部2。所述闭环引线部2为梳齿结构，其包括若干梳齿21。所述开环引线部 1、3及闭环引线部2位于直角三角形的三个顶点上，其中，闭环引线部2位于直角三角形的 直角顶点上。所述惠斯通检测电桥5可选择性的工作于开环检测模式及闭环检测模式。如 欲选择开环检测，则可以从开环引线部1、3处分别引线以导通惠斯通检测电桥5，而将闭环 弓丨线部2断开；如欲选择闭环检测，则可以直接选择从闭环引线部2处引线，使梳齿21导 通，进而导通惠斯通检测电桥5。如此设置，本实用新型压力传感器100的桥臂检测电路可 兼容开环形式和闭环形式，使用者能够根据需要十分方便地选择开环检测或闭环检测。请参图6所示，所述硅片4包括压力硅膜6、背腔7及未被腐蚀或刻蚀的硅支撑体 8。当外部压力作用于压力硅膜6时，硅片4上的硅膜产生变形，从而使硅片4的电阻发生 变化，该变化通过惠斯通检测电桥5反映出来，进而使压力传感器100能够测量外部压力。 所述压力硅膜6包括外表面61及与背腔7连通的内表面62，所述硅支撑体8包括第一表面 81。所述第一表面81与压力硅膜的内表面62之间的距离Pl不大于压力硅膜的内、外表面 62、61之间的距离P2。与传统的压力传感器芯片硅片(如图5所示)直接与玻璃键合相比， 本实用新型压力传感器100的硅片4进行了机械减薄和化学机械抛光(CMP)，S卩，硅片4被 去除了其中的一部分9以形成第一表面81，进而使硅片4的厚度较�。毖沽Υ衅�100 的整体尺寸也将减�。ヒ还杵男酒恳驳靡蕴岣撸档土顺杀荆涣硗猓龉柚� 撑体8在垂直其厚度的横向方向上利用化学机械抛光(CMP)技术进行处理后，再与玻璃键 合，以优化了硅片4的横向尺寸。综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，不应以此限制本实用新型的 范围，即凡是依本实用新型权利要求书及实用新型说明书内容所作的简单的等效变化与修 饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求一种压力传感器，包括硅片及配置于硅片上的惠斯通检测电桥，其特征在于所述惠斯通检测电桥可兼容开环检测及闭环检测，所述惠斯通检测电桥包括可工作于开环检测模式下的开环引线部及可工作于闭环检测模式下的闭环引线部，其中所述开环引线部及闭环引线部可选择性的导通惠斯通检测电桥。
2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于所述开环引线部为两个，所述闭环引 线部位于这两个开环引线部之间。
3.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于所述两个开环引线部及闭环引线部 设置于直角三角形的三个顶点上。
4.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于所述闭环引线部位于直角三角形的 直角顶点上。
5.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于所述闭环引线部包括若干梳齿。
6.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于所述硅片包括压力硅膜、背腔及未被 腐蚀或刻蚀的硅支撑体，所述压力硅膜包括外表面及与背腔连通的内表面，所述硅支撑体 包括第一表面，所述第一表面与压力硅膜的内表面之间的距离不大于压力硅膜的内、外表 面之间的距离。
7.如权利要求6所述的压力传感器，其特征在于所述硅支撑体在垂直其厚度的横向 方向上经过机械减薄和化学机械抛光。
8.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于所述闭环引线部在未引线或选择开 环检测时为开路。
9.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于所述闭环引线部在闭环检测模式下 通过在梳齿上引线而变成通路。
专利摘要本实用新型揭示了一种兼容开环和闭环桥臂检测的压力传感器，包括硅片及配置于硅片上的惠斯通检测电桥，所述惠斯通检测电桥包括可工作于开环检测模式下的开环引线部及可工作于闭环检测模式下的闭环引线部，其中所述开环引线部及闭环引线部可选择性的导通惠斯通检测电桥。本实用新型的优点是实现了压力传感器惠斯通电桥开环和闭环检测的兼容，为使用者提供了实际应用的选择性。
文档编号G01L1/18GK201611289SQ20102015442
公开日2010年10月20日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者李刚, 桑新文, 胡维 申请人:苏州敏芯微电子技术有限公司
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