[发明专利]带有涂覆有原子层沉积的输入端口的集成参考真空压力传感器

说明书

背景技术

硅压力传感器提供了多个益处，这些益处包括小尺寸、良好品质、和稳定的性能。另外，因为多个同样的传感器可被在单个晶片上同时制造，所以硅压力传感器制造起来也是成本有效的。在压力传感器的至少一个示例中， 压阻式硅结构被制造在薄膜上，使得压阻式结构在薄膜对由压力介质施加的压力做出反应时该薄膜的应变。不过，由薄膜的支撑结构引起的应变可能引起传感器输出的变化。用于制造支撑结构的材料中的一些可能是吸湿的。当支撑结构是吸湿的是，支撑结构的物理尺寸在支撑结构吸收了空气中的湿气时发生变化。物理尺寸的变化改变了薄膜上的应力，这相应地改变了传感器输出并引起了感测误差。

而且，当压力传感器被用于测量环境中的绝对压力时，稳定的参考真空可被提供在传感器的压力感测薄膜的与该感测薄膜的被暴露给压力介质的一侧相对的一侧附近。随着时间的流逝，参考真空中的材料可能排气。参考真空内的材料的排气改变了在薄膜的不同侧之间的压力差，这引起了传感器测量结果中的漂移误差。

发明内容

提供了带有涂覆有原子层沉积的输入端口的集成参考真空压力传感器。在一个实施方式中，压力传感器包括壳体，该壳体包括构造成当壳体被放置在包含介质的环境中时允许该介质进入壳体的内部的输入端口；牢固地安装在壳体内的基层；和安装到该基层上的应力隔离构件，其中通道从输入端口的一端延伸通过基层和应力隔离构件，其中至少一个迹被嵌入到应力隔离构件中，其中应力隔离构件和基层的面对该通道和输入端口的表面都涂覆有原子层沉积。压力传感器还包括被结合到应力隔离构件的传感器裸芯，该传感器裸芯包括薄膜，该薄膜具有在其上形成的感测电路，其中该薄膜的第一侧被暴露给应力隔离构件中的通道的开口并且感测电路被安装到该薄膜的第二侧，该第二侧与应力隔离构件中的通道的所述开口气密地密封隔离开；至少一个通路延伸通过感测裸芯，该通路将感测电路电连接到至少一个迹；以及真空参考盖，其被气密地结合到应力隔离构件，该真空参考盖具有凹部，该凹部包含形成在其内的真空，其中传感器裸芯被定位在该凹部内并且感测电路被暴露给该真空。

附图说明

应理解，附图仅描述了示例性实施例并且因此不被认为是限定范围，示例性实施例将通过使用附图被进一步具体和详细地描述，附图中：

图1A和1B是说明了在本公开中描述的不同的实施例中的压力感测设备的横截面视图的图；

图2是说明了在本公开中描述的一个实施例中的应力隔离构件上安装的传感器裸芯的横截面视图的图；以及

图3是说明了用于制造在本公开中描述的一个实施例中的压力传感器的方法的流程图。

根据惯常实践，各种描述的特征都不是按比例绘制的，而是绘制成强调与示例性实施例有关的具体特征。

具体实施方式

在下面的具体描述中，参考所示附图，这些附图形成该描述的一部分，并且在附图中通过实例示出了具体的说明性实施例。不过，应该理解，其它的实施例可被利用并且可进行逻辑、机械、和电的改变。而且，附图中和说明书中给出的方法不应被理解为限制各个步骤可被执行的顺序。因此，不应以限制的意义理解下面的具体描述。

在至少一个实施例中，通过原子层沉积对吸湿支撑材料的被暴露给空气的表面涂覆保护层来避免由在传感器裸芯上的薄膜的吸湿支撑材料引起的湿气吸收。例如，包含薄膜的传感器裸芯可被安装在应力隔离构件（像基座那样）上，该应力隔离构件具有通道，该通道延伸通过应力隔离构件以使得压力介质能穿过该通道并在薄膜上施加压力。另外，应力隔离构件可被安装在基层上，其中该通道还延伸通过该基层。为了防止基层和应力隔离构件的表面不吸收压力介质中的湿气，基层和应力隔离构件的暴露给压力介质的表面被通过原子层沉积过程涂覆有保护层。

在另一个实施方式中，真空参考盖被结合在传感器裸芯上以抑制用于薄膜的参考真空内的排气。为了能实现真空参考盖的结合，薄膜上的电路被通过通路电连接到外部电路，该通路延伸通过传感器裸芯并接触被嵌入在应力隔离构件内的金属迹。该迹延伸通过应力隔离构件以将该迹互连到前端电路和外部系统。真空参考盖防止除了形成在该薄膜上的传感器电路以外的部件被暴露给参考真空。而且，限制暴露给参考真空的部件还限制了发生在参考真空内的排气的量。在某些实施例中，真空参考盖还包括吸气剂，以保持参考真空内的真空度。