[发明专利]具有改进的集成和优化的封装的传感器结构、系统和方法

说明书

本发明的各实施方式总体上涉及具有改进的集成和优化的封装的传感器结构、系统和方法。在一个实施例中，传感器器件包括：基片；多个不同的、单独的、不接触的支撑元件，彼此间隔开并且布置在基片上，多个支撑元件中的每个支撑元件成圆柱形；以及可移动元件，由多个不同的、单独的、不接触的支撑元件支撑在基片上并且与基片间隔开，其中可移动元件、基片以及多个不同的、单独的、不接触的支撑元件限定腔体，可移动元件能够响应于由传感器器件感测的物理量而偏转进入腔体。上述传感器更容易制造为集成部件并且提供传感器薄膜、薄片或者其它可移动元件的改进的偏转。

本申请是2015年1月26提交的、题目为“具有改进的集成和优化的封装的传感器结构、系统以及方法”、申请号为201510038748.5的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是2014年1月24提交的第14/163,205号申请的部分继续申请(continuation-in-part)，上述申请据此通过引用完全结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及传感器，并且更具体地涉及用于形成包括可移动元件(诸如薄膜或者薄片)的传感器的结构以及形成上述传感器的方法，上述传感器更容易制造为集成部件并且提供薄膜或者薄片的改进的偏转(deflection)。

背景技术

传感器通常用于各种应用中，这些应用包括电子产品、汽车和消费品，以及其它应用。一些类型的传感器包括响应于被感测或测量的物理量而弯曲、变形或者移动的薄膜、薄片或者其它合适结构。这样的传感器的一个示例是压力传感器，其可以感测或者测量与气体、流体、机械或者其它力相关的压力。可以通过各种技术(包括电容、压阻、压电、电磁、光学或者某一其它技术)以及根据以上技术确定的相关压力来感测传感器的可移动部分(例如薄膜、薄片或者其它结构)的弯曲、变形和/或移动。例如，压力传感器可以包括当存在压力时弯曲或者变形的柔性薄膜。可以通过布置在薄膜附近的电极电容性地检测薄膜的弯曲，因为薄膜和电极之间的电容随着薄膜下垂或者扩张而改变。

无论何种类型，传感器通常作为更大系统的部分来操作，并且因此可以集成在这些系统内。在一些应用(诸如汽车气囊传感器)中，压力传感器可以集成在气囊专用集成电路(ASIC)内。随着制造ASIC的工艺的改进和发展，将传感器与ASIC的制造集成而不增加基础制造工艺的复杂度或者不必改变基础制造工艺，可能是有挑战性的。例如，很多ASIC使用CMOS(互补金属氧化物半导体)技术被构造，并且将压力传感器构造集成到合适的CMOS工艺中可能是复杂的和/或昂贵的，有时需要改变常规工艺步骤或技术，或者需要附加步骤。例如，集成包括多晶硅薄片的压力传感器结构的一种尝试需要至少五个掩膜平面以及用于移除薄片和基片之间的牺牲层以使得薄片能够弯曲或移动的复杂工艺，并且不能成功集成到CMOS工艺中。

发明内容

实施例涉及传感器，并且更具体地涉及用于形成传感器的结构以及形成上述传感器的方法，上述传感器更容易制造为集成部件并且提供传感器薄膜、薄片或者其它可移动元件的改进的偏转。

在实施例中，传感器器件包括基片；彼此间隔开并且布置在基片上的多个支撑元件，多个支撑元件中的每个支撑元件成圆柱形；以及由多个支撑元件支撑在基片上并且与基片间隔开的可移动元件，其中可移动元件、基片以及多个支撑元件限定腔体，可移动元件能够响应于由传感器器件感测的物理量而偏转到腔体中。

在实施例中，传感器器件包括基片；彼此间隔开并且布置在基片上的多个支撑元件，多个支撑元件中的每个支撑元件具有圆周顶面、圆周底面以及在圆周顶面和圆周底面之间的单个凹形径向侧壁；以及由多个支撑元件支撑在基片上并且与基片间隔开的可移动元件，其中可移动元件、基片以及多个支撑元件限定腔体，可移动元件能够响应于由传感器器件感测的物理量而偏转到腔体中。