[发明专利]具有密封结构的传感器器件

说明书

技术领域

在此描述的主题的实施例通常涉及传感器，并且更具体地，主题的实施例涉及用于压力传感器的改进的封装。

背景技术

在各种感测应用中广泛地使用微机电系统(MEMS)。例如，可以在半导体管芯上实现MEMS压阻压力传感器，以生成指示在半导体管芯(或者其部分)上施加的压力量的电信号。通常，以提供对腐蚀元素的保护并且在器件的使用期期间确保相对高的可靠性的方式来封装这些器件，使得可以在例如汽车应用的恶劣的操作环境中使用这些器件。

附图说明

在结合下面的附图考虑时通过参考详细描述和权利要求可以得到主题的更全面的理解，其中在附图中相同的附图标记指代类似的元件。

图1是根据本发明的一个实施例的感测系统的横截面视图；

图2是图示根据本发明的一个实施例的图1的感测系统的传感器结构的顶侧表面的键合(bonding)区域的俯视图；

图3是根据本发明的一个实施例的在键合区域上形成密封结构和互连之后的图2的传感器结构的俯视图。

图4是根据本发明的另一实施例的适用于与图1的感测系统一起使用的传感器器件封装的横截面视图；

图5是根据本发明的另一实施例的适用于与图1的感测系统一起使用的另一传感器器件封装的横截面视图；以及

图6是根据本发明的另一实施例的另一传感器器件封装的横截面视图。

具体实施方式

下面的详细描述在本质上仅是说明性的，并且不是意在限制主题的实施例或者这样的实施例的应用和用途。如在此使用的，单词“示例性”指“用作示例、实例或者图示”。在此被描述为示例性的任何实现没有必要被解释为在其它实现中是优选的或者有利的。此外，没有通过在前述的技术领域、背景或者下面的详细描述中提出的任何表达的或者暗示的理论来限制的意图。

在此论述的技术和原理涉及利用在半导体基板(或者管芯)的隔膜区域上形成的感测布置的感测器件。如在下面更详细地描述，密封结构环绕、包围或者以其它方式围绕隔膜区域，并且在传感器结构的半导体基板或者诸如另一半导体基板的另一结构之间提供气密密封。在示例性实施例中，密封结构被实现为键合或者以其它方式附到传感器结构和其它结构的材料的环或者其他连续主体，导致建立在隔膜区域的一侧上的固定压力的气密密封。

图1描述了感测系统100的示例性实施例，该感测系统100包括传感器结构102以及插入在传感器结构102与另一结构106之间的密封结构104。如在下面更详细地描述，在示例性实施例中，传感器结构102被实现为微机电系统(MEMS)压力传感器，该微机电系统(MEMS)压力传感器包括在半导体基板110(或者管芯)的隔膜区域108上形成的压力感测布置。在这方面，隔膜区域108指能够被位移、偏离或者以其它方式相对于周围的半导体基板110移动的半导体基板110的一部分。如在下面更加详细地描述，密封结构104环绕或以其它的方式围绕隔膜区域108的外围，并且在结构102、106之间提供气密密封，以在隔膜区域108的一侧上在结构102、106之间的腔室112内建立固定基准压力，同时隔膜区域108的相对侧暴露于环境压力。

在示例性实施例中，半导体基板110被实现为单晶硅材料，该单晶硅材料经受一个或者多个半导体制造工艺步骤以限定隔膜区域108。在这方面，半导体基板110的表面111可以以传统的方式进行蚀刻，以在半导体基板110中形成空腔114(或者开口)，同时使得内部隔膜区域108在没有被蚀刻的半导体基板110的周围部分之间是完整的。为了方便，被蚀刻以形成空腔114的半导体基板110的表面111可以在此替代地被称为压力传感器结构102的后侧表面(或者后侧)，同时半导体基板110的相对表面113可以在此替代地被称为压力传感器结构102的顶侧表面(或者顶侧)。