高温下应用的介质兼容型电隔离压力传感器

摘要

本发明描述了一种带有传感元件的压力传感器，其中该传感元件与加压介质电且物理隔离。一种绝对压力传感器具有包围该传感元件的参照腔室，其中该参照腔室能够处于真空下或者零压力下。该参照腔室通过使带有测量晶片的帽盖晶片与微机械隔膜结合而形成。该传感元件配置在该隔膜的第一侧上。加压介质到达隔膜的第二侧，其中第二侧与配置有传感元件的第一侧相对。垫片晶片可以用于该测量晶片的结构支撑和应力释放。在一个实施例中，竖直的穿过晶片的导电过孔被用来将来自传感元件的电连接引到参照腔室的外侧。在可替换的实施例中，位于测量晶片上的外围结合衬垫被用来将来自传感元件的电连接引到参照腔室的外侧。在各种实施例中，可以将规则的绝缘体上硅晶片或者双层绝缘体上硅晶片用作测量晶片，并且采用合适的微机械步骤来界定该隔膜。在加压介质所到达的隔膜的表面上沉积耐腐蚀性材料层。

主权项

一种微电子机械系统(MEMS)压力传感器，所述MEMS压力传感器包括：测量晶片，所述测量晶片包括：微机械结构，所述微机械结构包括隔膜区域和基座区域，其中所述隔膜区域的第一表面被构造为加压介质可以到达，其中所述加压介质施加压力，进而导致所述隔膜区域发生偏转；电绝缘层，所述电绝缘层配置在所述隔膜区域的第二表面上，所述第二表面与所述第一表面相对；以及多个传感元件，所述多个传感元件在所述电绝缘层上被图案化，所述电绝缘层配置在所述隔膜区域的所述第二表面上，其中所述传感元件的热膨胀系数与所述测量晶片的热膨胀系数大致匹配；帽盖晶片，所述帽盖晶片被耦合至所述测量晶片，所述帽盖晶片包括：凹槽，所述凹槽位于所述帽盖晶片的面对所述测量晶片的内表面上，所述测量晶片界定封闭的参照腔室，所述封闭的参照腔室包围所述传感元件并且阻止所述传感元件暴露给外部环境；多个穿过晶片的嵌入式过孔，所述多个穿过晶片的嵌入式过孔由导电材料制成，以将来自所述传感元件的电连接引到所述帽盖晶片的外表面，所述外表面与凹槽的所述内表面相对；以及垫片晶片，所述垫片晶片具有中心孔，其中所述中心孔与所述隔膜区域对准，并且与所述微机械结构的所述基座区域结合。