[发明专利]微机电可缩放直插型压阻力/压力传感器

权利要求书

1.一种微机电传感器，包括：

半导体材料的传感器裸片，具有第一表面和第二表面，并且具有沿横向于水平面的垂直方向上的基本上恒定的厚度，所述第一表面和所述第二表面在所述水平面中延伸；

多个压阻元件，在所述第一表面处集成在所述传感器裸片的体部区域中；

帽状裸片，耦合到所述传感器裸片并覆盖所述多个压阻元件，所述帽状裸片具有第一表面和沿着所述垂直方向与所述第一表面相对的第二表面，所述帽状裸片的第二表面面向所述传感器裸片的第一表面；以及

转换层，布置在所述传感器裸片的第一表面和所述帽状裸片的第二表面之间，所述转换层包括沿所述垂直方向通过所述转换层的整个厚度的凹槽，

其中所述多个压阻元件相对于所述凹槽垂直布置，其中所述转换层被配置为将沿所述垂直方向施加至所述帽状裸片的第一表面或所述传感器裸片的第二表面中的至少一个的负载转换为在所述凹槽处作用在所述水平面中的所述传感器裸片的所述体部区域中的平面应力分布。

2.根据权利要求1所述的微机电传感器，其中所述凹槽在所述水平面中具有纵向主延伸部，并且所述应力分布限定在横向于所述纵向主延伸部的方向上的最大平面应力以及在平行于所述凹槽的所述纵向主延伸部的方向上的最小平面应力。

3.根据权利要求2所述的微机电传感器，其中所述多个压阻元件包括：

至少一个第一压阻元件，平行于所述凹槽的所述纵向主延伸部在所述水平面内延伸；以及

至少一个第二压阻元件，横向于所述凹槽的所述纵向主延伸部在所述水平面内延伸，

所述微机电传感器还包括限定通过所述第一压阻元件和所述第二压阻元件的纵向延伸部的电流路径的电连接。

4.根据权利要求3所述的微机电传感器，其中所述压阻元件还包括：

至少一个第三压阻元件，平行于所述凹槽的所述纵向主延伸部在所述水平面内延伸；以及

至少一个第四压阻元件，横向于所述凹槽的所述纵向主延伸部在所述水平面内延伸，

其中所述电连接被配置为限定包括所述第一压阻元件、所述第二压阻元件、所述第三压阻元件和所述第四压阻元件的惠斯通电桥。

5.根据权利要求3所述的微机电传感器，其中所施加的负载被配置为引起所述第一压阻元件中的电阻变化和所述第二压阻元件中的对应的相反的电阻变化。

6.根据权利要求1所述的微机电传感器，其中所述帽状裸片通过接合层接合到所述传感器裸片，其中所述接合层介于所述转换层与所述帽状裸片的第二表面之间。

7.根据权利要求1所述的微机电传感器，其中所述帽状裸片覆盖所述传感器裸片的除所述第一表面的暴露区域之外的第一表面；

所述微机电传感器还包括在所述暴露区域处形成在所述传感器裸片的第一表面上的电接触焊盘，其中所述电接触焊盘通过所述传感器裸片中的电连接电耦合到所述多个压阻元件。

8.根据权利要求1所述的微机电传感器，还包括隔离沟槽，所述隔离沟槽围绕所述凹槽并且延伸穿过所述转换层的整个厚度并穿过所述传感器裸片和所述帽状裸片的表面部分。

9.根据权利要求8所述的微机电传感器，其中所述隔离沟槽被配置为将所述传感器裸片的集成所述多个压阻元件的感测区域与在平行于所述水平面的方向上外部施加在所述传感器裸片的侧面和所述帽状裸片的侧面处的力/压力负载弹性去耦。

10.根据权利要求1所述的微机电传感器，其中所述凹槽进一步在所述帽状裸片的所述第二表面处的表面部分内延伸。

11.根据权利要求1所述的微机电传感器，其中所述传感器裸片和所述帽状裸片由单晶硅制成。