用于感測壓力波和周圍壓力的傳感器結構制造技術

本公開涉及用于感測壓力波和周圍壓力的傳感器結構。在各種實施例中，提供一種傳感器結構。該傳感器結構可以包括：第一傳導層；電極元件；以及第二傳導層，相對于第一傳導層布置在電極元件的相反側上。第一傳導層和第二傳導層可以形成腔室。腔室中的壓力可以低于腔室外的壓力。

【技術實現步驟摘要】

各種實施例總地涉及用于感測壓力波和周圍壓力的傳感器結構。該傳感器結構能夠感測周圍壓力的改變以及可能影響傳感器結構的壓力波的幅度。
技術介紹
許多電子設備使用各種各樣的傳感器，例如加速度計、陀螺儀、磁場傳感器、麥克風和壓力傳感器。這些傳感器中的許多傳感器可以集成到單一傳感器封裝體中。這些傳感器封裝體典型地包括形成在傳感器之上的保護性樹脂或環氧樹脂層，以提供增加的對各種環境因素的抵抗性和耐用性。然而，為了正確運作，一些傳感器不能通過保護層來密封，例如麥克風和壓力傳感器。典型的麥克風具有暴露于入射壓力波的隔膜(diaphragm)。這些壓力波使得隔膜變形，并且該變形由各種換能機制檢測到并轉換成可測量的電信號。在微機電系統(MEMS)的麥克風中，常規的換能機制可以包括壓電、壓阻、光學和電容性機制。許多MEMS壓力傳感器類似地采用這些類型的換能機制來感測周圍壓力的改變。
技術實現思路
在各種實施例中，提供一種傳感器結構。該傳感器結構可以包括:第一傳導層；電極元件；以及相對于所述第一傳導層布置在所述電極元件的相反側上的第二傳導層。第一傳導層和第二傳導層可以形成腔室。腔室中的壓力可以小于腔室外的壓力。【附圖說明】在附圖中，貫穿不同的視圖，類似的參考標號通常指代相同的部件。附圖不一定按比例繪制，而是通常強調圖示本公開的原理。在以下描述中，參照以下附圖描述本公開的各種實施例，其中:圖1A示出根據各種實施例的傳感器結構的透視橫截面圖，該傳感器結構具有用于感測周圍壓力的改變的區域和用于感測入射壓力波的幅度的區域；圖1B和圖1C示出可以在圖1A的傳感器結構中實施的用于感測入射壓力波的幅度的單獨腔室的透視橫截面高度抽象視圖；圖2示出可以用于感測周圍壓力的改變的圖1A的傳感器結構的一部分的各種潛在方面；圖3A和圖3B以圖表圖示針對不同厚度和側邊長度的無應力多晶硅隔膜的單位平方區段的Ibar (I巴)壓力(周圍壓力)下的薄膜(membrane)變形的計算結果；圖4A至圖4D以圖表圖示根據各種實施例的用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法；圖5A和圖5B圖示用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在其它步驟；圖6A和圖6B圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的附加的潛在構造步驟；圖7A和圖7B圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的其它構造和/或層沉積步驟；圖8A和圖SB圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在構造步驟；圖9A和圖9B圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在金屬化步驟；圖10圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在構造步驟；圖1lA和圖1lB圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在構造步驟；圖12A和圖12B圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在構造步驟；圖13A和圖13B圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在構造步驟；圖14A和圖14B圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在構造步驟；圖15A和圖15B進一步圖示在用于形成圖2的傳感器結構的示例性方法中的潛在構造步驟；圖16A和圖16B示出圖4至圖15所示的傳感器結構的潛在實施例的橫截面圖和頂部透視圖；圖17示出圖4至圖15所示的傳感器結構的潛在實施例的橫截面圖；圖18示出根據各種實施例的集成到蜂窩電話設備中的圖1A的傳感器結構的框圖表不;圖19A至圖19C以流程圖形式圖示可以實現制造圖1至圖17所示傳感器結構的各種方法。【具體實施方式】以下詳細描述參考附圖，附圖通過圖示的方式示出了可以實施本公開的特定細節和實施例。這里使用用語“示例性”來意指“用作示例、實例或圖示”。這里描述為“示例性”的任意實施例或設計并不一定被理解為相對其他實施例或設計是優選或有利的。關于形成在側面或表面“之上”的沉積材料而使用的用語“之上”這里可以用來意指:可以“直接在所暗示的側面或表面上”形成沉積材料，例如與所暗示的側面或表面直接接觸地形成沉積材料。關于形成在側面或表面“之上”的沉積材料而使用的用語“之上”這里可以用來意指:可以在一個或多個附加層布置在所暗示的側面或表面與沉積材料之間的情況下，“間接地在所暗示的側面或表面上”形成沉積材料。在各種實施例中，隔膜可以包括平板或薄膜。平板可以理解為處于壓力下的隔膜。此外，薄膜可以理解為處于張力下的隔膜。盡管下面將參照薄膜更具體地描述各種實施例，但可以備選地提供有平板或者總地提供有隔膜。根據各種實施例，提供傳感器結構100。如圖1A所示，傳感器結構100可以包括支撐結構102，該支撐結構102具有第一導電層104、電極元件108和第二導電層112，該第一導電層104形成在支撐結構102的表面上，該第二導電層112相對于第一導電層104布置在電極元件108的相反側上。根據各種實施例，傳感器結構100可以進一步包括被配置為形成第一腔室114的第一導電層104的部分和第二導電層112的部分。第一腔室114中的壓力可以低于第一腔室114外的壓力。第一腔室114中的壓力可以在約0.5mbar (毫巴)到約1mbar的范圍內，例如在約0.5mbar到約Imbar的范圍內，例如在約Imbar到約1.5mbar的范圍內，例如在約2mbar到約2.5mbar的范圍內，例如在約2.5mbar到約3mbar的范圍內，例如在約3mbar到約5mbar的范圍內，例如在約5mbar到約1mbar的范圍內。根據各種實施例，第二導電層112的另一部分和電極元件108的部分可以形成第二腔室116，并且第二腔室116中的壓力可以低于第二腔室116外的壓力。第二腔室116中的壓力可以在約0.5mbar到約1mbar的范圍內，例如在約0.5mbar到約Imbar的范圍內，例如在約Imbar到約1.5mbar的范圍內，例如在約2mbar到約2.5mbar的范圍內，例如在約2.5mbar到約3mbar的范圍內，例如在約3mbar到約5mbar的范圍內，例如在約5mbar到約1mbar的范圍內。根據各種實施例，傳感器結構100可以進一步包括第一柱結構118，該第一柱結構118布置在第一導電層104與第二導電層112之間的第一腔室114中。傳感器結構100也可以包括第二柱結構120，該第二柱結構120布置在第二導電層112與電極元件108之間的第二腔室116中。根據各種實施例，傳感器結構100可以包括形成在支撐結構102中的空腔122。空腔122可以布置在支撐結構102中，使得第一導電層104的一部分可以跨空腔122懸置。根據各種實施例，傳感器結構100可以包括穿過第一導電層104、第一間隔層106、電極元件108、第二間隔層110和第二導電層112的部分而形成的空隙124。根據各種實施例，空隙124可以穿過第一導電層104、第一間隔層106、電極元件108和第二間隔層110的部分來形成，而不延伸穿過第二導電層112。空隙124可以布置成使得傳感器結構的可以包含第一腔室114的部分和傳感器結構100的可以包含第二腔室116的部分可以彼此電隔離。圖1B和圖1C示出第一腔室114的截面的孤立視圖，其中根據各種實施例，入射在第二導電層112上的聲波110可以引起腔室相對于電極元件108變形。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種傳感器結構，包括：支撐結構，具有第一側；第一導電層，形成在所述支撐結構的所述第一側上；電極元件，布置在所述第一導電層之上；以及第二導電層，相對于所述第一導電層布置在所述電極元件的相反側上；其中所述第一導電層的部分和所述第二導電層的部分形成第一腔室，其中所述第一腔室中的壓力低于所述第一腔室外的壓力，并且所述第一導電層的另一部分和所述電極元件的部分形成第二腔室，其中所述第二腔室中的壓力低于所述第二腔室外的壓力。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：A·德厄，R·黑爾姆，
申請(專利權)人：英飛凌科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE