[发明专利]银锡共晶真空键合金属应变式MEMS压力传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种应变式MEMS压力传感器，包括压力检测片(1)、焊片(2)和封接片(3)，所述压力检测片(1)、焊片(2)和封接片(3)由上至下依次叠置，其特征在于，所述焊片(2)将所述压力检测片(1)和所述封接片(3)在真空环境中进行共晶键合。

2.如权利要求1所述的应变式MEMS压力传感器，其特征在于，所述的压力检测片(1)的下方包括一个第一键合种子层(110)，所述封接片(3)的上方包括一个第二键合种子层(301)，所述第一键合种子层(110)和第二键合种子层(301)均与焊片(2)进行共晶键合。

3.如权利要求2所述的应变式MEMS压力传感器，其特征在于，所述焊片(2)由合金焊料构成，所述第一键合种子层(110)和第二键合种子层(301)由金属构成。

4.如权利要求3所述的应变式MEMS压力传感器，其特征在于，所述焊片(2)由银锡、金锡、铜锡中的一种合金焊料构成，所述第一键合种子层(110)和第二键合种子层(301)由金/铬叠加层构成。

5.如权利要求1-4中任一项所述的应变式MEMS压力传感器，其特征在于，所述压力检测片包括一个硅层(101)，在该硅层(101)的上表面以该硅层(101)为中心由内向外叠置有一个上二氧化硅层(102)和一个上氮化硅层(103)，在该硅层(101)的下表面以该硅层(101)为中心由内向外叠置有一个下二氧化硅层(104)和一个下氮化硅层(105)。

6.如权利要求5所述的应变式MEMS压力传感器，其特征在于，在所述的压力检测片(1)的上氮化硅层(103)的上方，由下至上还设置有电阻层、外二氧化硅层(108)和电极(109)，所述电阻层包括应变电阻(106)和温变电阻(107)。

7.如权利要求6所述的应变式MEMS压力传感器，其特征在于，所述应变电阻(106)由镍铬合金构成。

8.如权利要求5所述的应变式MEMS压力传感器，其特征在于，在所述的压力检测片(1)的下部，开有一个向下开口的空腔(111)，该空腔(111)的深度穿透过所述下氮化硅层(105)、下二氧化硅层(104)，以及部分的硅层(101)。

9.一种制造应变式MEMS压力传感器的方法，包括如下步骤：

在一个由硅片构成的硅层(101)的上表面以该硅层(101)为中心由内向外叠置一个上二氧化硅层(102)和一个上氮化硅层(103)，在该硅层(101)的下表面以该硅层(101)为中心由内向外叠置有一个下二氧化硅层(104)和一个下氮化硅层(105)，得到应变式MEMS压力传感器的的压力检测层(1)，

对上述步骤形成的压片检测片(1)的下二氧化硅层(104)、下氧化硅层(105)和硅层(101)的下部进行开口，形成一个向下开口的空腔(111)，其特征在于，还包括如下步骤：

在所述压力检测片(1)的下部，以及在一个封接片(3)的上部，分别制作一个第一键合种子层(110)和一个第二键合种子层(301)；

将所述压力检测片(1)、焊片(2)、封接片(3)按照由上到下的顺序层叠在真空环境中进行共晶键合。

10.如权利要求9所述的制造应变式MEMS压力传感器的方法，其特征在于，在形成第一键合种子层(110)和一个第二键合种子层(301)的步骤之前，还包括如下步骤：

在所述压力检测片(1)的上氮化硅层(105)上形成应变电阻(106)和温变电阻(107)；

接着，对所述压力检测片(1)进行退火；

在所述压力检测片(1)的上表面形成外二氧化硅层(108)，使得所述外二氧化硅层(108)覆盖应变电阻(106)和温变电阻(107)；

在压力检测片(1)的上表面形成贯穿所述外二氧化硅层(108)的，并且与所述应变电阻(106)、温变电阻(107)相连接的电极(109)。

11.如权利要求10所述的制造应变式MEMS压力传感器的方法，其特征在于，所述应变电阻(106)由镍铬合金构成。

12.如权利要求9至11的任一项所述的制造应变式MEMS压力传感器的方法，其特征在于，所述焊片(2)由合金焊料构成，所述第一键合种子层(110)和第二键合种子层(301)由金属构成。

13.如权利要求12所述的制造应变式MEMS压力传感器的方法，其特征在于，所述焊片(2)由银锡、金锡、铜锡中的一种合金焊料构成，所述第一键合种子层(110)和第二键合种子层(301)由金铬叠加层构成。