本實(shí)用新型涉及用于制造MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))壓力傳感器的方法和相應(yīng)的MEMS壓力傳感器。

背景技術(shù)：

使用微機(jī)械技術(shù)(通常為MEMS)制造的集成半導(dǎo)體壓力傳感器是公知的。

這些傳感器例如被使用在便攜式或可穿戴電子裝置內(nèi)，或者被使用在汽車領(lǐng)域中例如用于氣壓計(jì)應(yīng)用。

特別地，壓阻式壓力傳感器是公知的，其操作基于壓電電阻率，即基于當(dāng)對(duì)一些材料施加機(jī)械應(yīng)力以使它們經(jīng)受改變時(shí)，這些材料修改它們的電阻率的能力。例如，當(dāng)壓縮應(yīng)力被施加時(shí)電阻率減小，而當(dāng)拉伸應(yīng)力被施加時(shí)電阻率增大。

壓阻式壓力傳感器一般包括薄膜(或隔膜)，其被懸掛在半導(dǎo)體材料的本體中的腔上方并且在存在來(lái)自外部環(huán)境的進(jìn)入壓力波的情況下經(jīng)歷變形。

(一般由植入的或擴(kuò)散的摻雜區(qū)構(gòu)成的)壓阻式元件被提供在薄膜的表面區(qū)域中并且采用惠斯登電橋(Wheatstone-bridge)配置電連接到彼此。

薄膜的變形引發(fā)惠斯登電橋的不平衡，其能夠由(耦合到傳感器的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的)專門提供的電子電路、所謂的ASIC(專用集成電路)檢測(cè)到，其從所述不平衡中導(dǎo)出作用于薄膜的壓力的值。

即使這些壓阻式壓力傳感器被廣泛地且成功地使用，申請(qǐng)人已經(jīng)意識(shí)到它們至少針對(duì)某些應(yīng)用具有一些缺點(diǎn)。

特別地，申請(qǐng)人已經(jīng)意識(shí)到這種類型的傳感器大體具有根據(jù)溫度的非線性響應(yīng)，即高熱系數(shù)(TCO)。此外，檢測(cè)靈敏度取決于溫度 并且一般當(dāng)溫度增大時(shí)變差。

因此，將這些傳感器用于面對(duì)高工作溫度或者大體廣泛的溫度變化的應(yīng)用可能是不適當(dāng)?shù)摹?/p>

此外，制造方法相當(dāng)復(fù)雜且昂貴，因?yàn)樾枰舾芍踩牖驍U(kuò)散掩模，例如以獲得用于形成薄膜內(nèi)的壓阻式元件的摻雜區(qū)。

另外，這些壓阻式傳感器不允許用于在操作期間測(cè)試其正常功能的自測(cè)試流程的方便實(shí)現(xiàn)。

在這一點(diǎn)上，已知的是在例如汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用的一些背景下，明確要求電子系統(tǒng)的自測(cè)試能力以便防止錯(cuò)誤和故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是要至少部分地克服已知類型的MEMS壓力傳感器的問(wèn)題。為此，本實(shí)用新型提供一種具有微機(jī)械結(jié)構(gòu)的MEMS壓力傳感器，其能夠被應(yīng)用于不用的應(yīng)用環(huán)境，例如高溫環(huán)境中，并且能夠簡(jiǎn)單且高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)于該MEMS壓力傳感器的在操作期間的自測(cè)試流程。

根據(jù)實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種具有微機(jī)械結(jié)構(gòu)的MEMS壓力傳感器，包括：本體，包括半導(dǎo)體材料并且具有頂表面；掩埋腔，被完全包含在所述本體內(nèi)并且由懸掛在所述掩埋腔上方的薄膜與所述頂表面分隔開(kāi)；流體連通通路，用于所述薄膜與外部環(huán)境的流體連通，所述流體連通通路被設(shè)定在必須要確定其值的壓力上；板區(qū)，由導(dǎo)電材料制成、被懸掛在所述薄膜上方并且由空白空間與所述薄膜分隔開(kāi)；以及電接觸元件，用于所述薄膜和所述板區(qū)的電連接，所述電接觸元件被設(shè)計(jì)為形成感測(cè)電容器的板，所述感測(cè)電容器的電容值指示要被檢測(cè)的壓力的值。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述板區(qū)包括在所述本體的所述頂表面上方生長(zhǎng)的外延多晶硅的層。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，朝向所述外部環(huán)境的所述薄膜的流體連通通路包括穿過(guò)所述板區(qū)制造的多個(gè)孔，所述孔具有與外部流 體連通的第一端和與在所述薄膜上方的所述空白空間流體連通的第二端。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，朝向所述外部環(huán)境的所述薄膜的流體連通通路包括掩埋通路溝道，所述掩埋通路溝道在距所述前表面的一定距離處被包含在所述本體內(nèi)，并且具有與所述掩埋腔流體連通的第一開(kāi)口和在所述本體的外側(cè)壁處與所述外部環(huán)境連通的第二開(kāi)口。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述電接觸元件包括：電連接到所述薄膜的第一電接觸元件和電連接到所述板區(qū)的第二電接觸元件；所述第一電接觸元件和所述第二電接觸元件由分隔溝槽分隔開(kāi)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)在所述本體內(nèi)除了包括壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)之外還包括參考結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述參考結(jié)構(gòu)包括：相應(yīng)的板區(qū)，由導(dǎo)電材料制成、被懸掛在相對(duì)于所述薄膜橫向地設(shè)定的所述本體的表面部分上方并且由相應(yīng)的空白空間與所述表面部分分隔開(kāi)；相應(yīng)的流體連通通路，用于所述相應(yīng)的空白空間與所述外部環(huán)境的流體連通；用于所述表面部分和所述相應(yīng)的板區(qū)的電連接的相應(yīng)的電接觸元件，所述相應(yīng)的電接觸元件被設(shè)計(jì)為形成參考電容器的板，所述參考電容器的電容值與要被檢測(cè)的壓力的值無(wú)關(guān)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，傳感器還包括被設(shè)定在所述薄膜的表面部分中的摻雜區(qū)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，傳感器與所述微機(jī)械結(jié)構(gòu)集成在一起的附加微機(jī)械感測(cè)結(jié)構(gòu)，以用于提供與陀螺儀、加速度計(jì)或麥克風(fēng)組合的壓力傳感器。

本實(shí)用新型的具有微機(jī)械結(jié)構(gòu)的MEMS壓力傳感器能夠被應(yīng)用于不用的應(yīng)用環(huán)境，例如高溫環(huán)境中，并且能夠簡(jiǎn)單且高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)于該MEMS壓力傳感器的在操作期間的自測(cè)試流程。

附圖說(shuō)明

為了更好地理解本實(shí)用新型，現(xiàn)在僅僅通過(guò)非限制性示例的方式并且參考附圖描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，其中：

-圖1是根據(jù)本技術(shù)方案的第一實(shí)施例的在相應(yīng)的制造方法的初始步驟中的MEMS壓力傳感器的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意性橫截面視圖；

-圖2A是在制造方法的后續(xù)步驟中的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意性頂部平面圖；

-圖2B是與圖2A的頂部平面圖相對(duì)應(yīng)的示意性橫截面視圖；

-圖3-9是在制造方法的后續(xù)步驟中的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意性橫截面視圖；

-圖10是圖9的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意性頂部平面圖；

-圖11是根據(jù)本技術(shù)方案的第二實(shí)施例的在相應(yīng)的制造方法的最終步驟中的MEMS壓力傳感器的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意性橫截面視圖；

-圖12是圖11的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意性頂部平面圖；

-圖13是根據(jù)本技術(shù)方案的第三實(shí)施例的在相應(yīng)的制造方法的最終步驟中的MEMS壓力傳感器的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意性橫截面視圖；

-圖14是圖13的微機(jī)械結(jié)構(gòu)的示意性頂部平面圖；

-圖15示出了將根據(jù)本技術(shù)方案的MEMS壓力傳感器的溫度系數(shù)的繪圖與已知類型的壓阻式壓力傳感器的溫度系數(shù)的繪圖進(jìn)行比較的曲線圖；

-圖16是根據(jù)本技術(shù)方案的另一方面的包含MEMS壓力傳感器的電子設(shè)備的總體框圖；以及

-圖17是MEMS壓力傳感器的變型實(shí)施例的總體框圖。

具體實(shí)施方式

首先參考圖1，現(xiàn)在描述根據(jù)本技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)施例的用于制造電容類型的MEMS壓力傳感器的制造方法。

在制造方法的初始步驟中，提供了半導(dǎo)體材料(例如單晶硅)的晶片1，其包括例如具有n型(或等效地p型)摻雜的并且具有前表面2a和后表面2b的襯底2。

制造方法繼續(xù)進(jìn)行利用例如在以本申請(qǐng)人的名字提交的EP 1 324382B1中詳細(xì)描述的技術(shù)對(duì)掩埋腔的形成，該掩埋腔被完全包含在晶片1內(nèi)、由薄膜覆蓋。

如圖2A和圖2B(與其他附圖一樣，其不一定是按比例繪制的)所示，第一蝕刻掩模3被提供在襯底2的例如由光敏材料(所謂的“光阻劑”)制成的前表面2a上。

第一蝕刻掩模3限定(參見(jiàn)圖2A的放大細(xì)節(jié))蝕刻區(qū)域，其在該示例中大致為方形(但是可以同樣為圓形或一般地為多邊形)，并且包括多個(gè)掩模部分3a，例如六邊形，其限定晶格，例如蜂窩晶格。

如在隨后的內(nèi)容中顯而易見(jiàn)的，第一蝕刻掩模3的蝕刻區(qū)域與將由掩埋腔占有的區(qū)域相對(duì)應(yīng)并且具有與將被形成在相同的掩埋腔上方的薄膜的延伸相對(duì)應(yīng)的延伸。

之后(參見(jiàn)與圖2B類似的圖3，為了圖示的清楚的原因而僅僅表現(xiàn)晶片1的放大部分)，使用第一蝕刻掩模3，執(zhí)行襯底2的各向異性化學(xué)蝕刻，在其之后形成溝槽6，其彼此進(jìn)行連通并且界定由硅制成的多個(gè)柱7。

實(shí)際上，溝槽6形成(與第一蝕刻掩模3的晶格相對(duì)應(yīng)的)復(fù)雜形狀的開(kāi)放區(qū)，(具有與掩模部分3a相對(duì)應(yīng)的形狀的)柱7延伸在其中。

接下來(lái)，第一蝕刻掩模3被移除并且在去氧環(huán)境中(通常，在具有高氫濃度的環(huán)境中，優(yōu)選在具有三氯氫硅的環(huán)境中)執(zhí)行外延生長(zhǎng)。因此，外延層生長(zhǎng)到柱7上方并且在頂部處封閉由溝槽6形成的上述開(kāi)放區(qū)。

之后，優(yōu)選在還原性環(huán)境中，通常在氫環(huán)境中，例如在1190℃執(zhí)行30分鐘熱退火的步驟。退火步驟引起硅原子的遷移，其趨向于移動(dòng)到較低能量的位置中。因此，也由于在柱7之間的短距離，硅原子完全從存在于由溝槽6形成的上述開(kāi)放區(qū)內(nèi)的柱7的部分遷移，并且從所述區(qū)開(kāi)始，形成掩埋腔10。

如圖4(與圖2B和圖3相比，其表示晶片1的放大部分)所示， 薄硅層保留在掩埋腔10上方，部分由外延生長(zhǎng)的硅原子并且部分由遷移的硅原子構(gòu)成，并且形成薄膜12，薄膜12是柔性的并且能夠在存在外部應(yīng)力的情況下彎曲。

特別地，薄膜12將掩埋腔10與襯底2的頂表面2a分隔開(kāi)。通過(guò)襯底2的厚的單片區(qū)來(lái)將相同的掩埋腔10與后表面2b分隔開(kāi)。

有利地，在用于形成薄膜12和掩埋腔10的步驟期間，摻雜劑原子可以被引入到襯底2內(nèi)和相同的薄膜12中以便增大其導(dǎo)電率。

在先前已經(jīng)描述的制造方法步驟的末尾，掩埋腔10因此被形成在襯底2內(nèi)、被完全包含在襯底2內(nèi)、由材料的連續(xù)部分與襯底2的前表面2a并且與襯底2的后表面2b兩者分隔開(kāi)。換言之，掩埋腔10不具有與襯底2的外部的流體連通。

如圖5所示，制造方法之后繼續(xù)進(jìn)行在襯底2的頂表面2a上并且因此在薄膜12上形成例如由諸如氧化硅的介電材料制成的犧牲層14。該犧牲層14可以例如借助于在整個(gè)晶片1上的沉積技術(shù)(所謂的“空白”沉積，不使用掩模)來(lái)形成。

接下來(lái)，在犧牲層14上形成例如由多晶硅制成的導(dǎo)電層15。在該實(shí)施例中，導(dǎo)電層15被外延生長(zhǎng)在犧牲層14上(同樣不使用掩模)。

之后(圖6)，通過(guò)第二蝕刻掩模(未示出在本文中)，執(zhí)行導(dǎo)電層15的蝕刻，其中蝕刻停止在犧牲層14上，引起材料的移除并且形成第一焊盤溝槽15和接觸開(kāi)口17，其兩者都在其厚度上貫穿導(dǎo)電層15。接觸開(kāi)口17橫向地被設(shè)置為與第一焊盤溝槽15并排，處于相對(duì)于薄膜12的更靠外的位置中。

接下來(lái)(圖7)，第二蝕刻掩模被移除并且第三蝕刻掩模(未示出在本文中)被形成在導(dǎo)電層15上方，通過(guò)其執(zhí)行犧牲層14的蝕刻，其中在襯底2上蝕刻停止，因此移除垂直于在接觸開(kāi)口17處的相同的犧牲層14的部分，以便形成第二焊盤溝槽18。

第二焊盤溝槽18因此在襯底2的頂表面2a上結(jié)束并且被設(shè)置為與第一焊盤溝槽16并排，處于橫向上相對(duì)于薄膜12的更靠外的位置中。

接下來(lái)(圖8)，第三蝕刻掩模被移除，并且沉積掩模(未示出在本文中)被形成在導(dǎo)電層15上，其在垂直地與薄膜12相對(duì)應(yīng)的區(qū)域處涂覆導(dǎo)電層15，并且代替地使第一焊盤溝槽16和第二焊盤溝槽18暴露。

在使用該沉積掩模的情況下，合適的金屬材料(例如鋁(或金))的金屬區(qū)20之后被沉積在導(dǎo)電層15上。

特別地，該金屬區(qū)20完全填充第一焊盤溝槽16和第二焊盤溝槽18，如圖8所示，在第二焊盤溝槽18內(nèi)與襯底2的頂表面2a接觸，并且在第一焊盤溝槽16內(nèi)與犧牲層14接觸。

接下來(lái)(圖9)，第四蝕刻掩模(未示出在本文中)被形成在導(dǎo)電層15和金屬區(qū)20上，通過(guò)其執(zhí)行蝕刻，其中蝕刻首先停止在犧牲層14上，其導(dǎo)致移除材料并形成多個(gè)孔22，多個(gè)孔22在其厚度中垂直地在與薄膜12相對(duì)應(yīng)的位置中貫穿導(dǎo)電層15(例如，穿透類型的孔22根據(jù)如下文將說(shuō)明的晶格布置來(lái)形成)。

蝕刻，例如化學(xué)濕蝕刻之后通過(guò)孔22在下面的犧牲層14中繼續(xù)進(jìn)行，其中蝕刻停止在襯底2的頂表面2a上，導(dǎo)致移除犧牲層14的材料并且形成在薄膜12上方的空白空間24。

特別地，該空白空間24經(jīng)由穿過(guò)導(dǎo)電層15的孔22將薄膜12設(shè)置為與外部環(huán)境流體連通?？?2實(shí)際上具有與外界流體連通的第一端22a和與在薄膜12上方的空白空間24流體連通的第二端22b。

通過(guò)相同的第四蝕刻掩模，蝕刻(首先是金屬區(qū)20和導(dǎo)電層15的蝕刻，然后是犧牲層14的蝕刻)導(dǎo)致形成分隔開(kāi)口29，其貫穿金屬區(qū)20、導(dǎo)電層15和犧牲層14的整個(gè)厚度直到達(dá)到襯底2的頂表面2a。

分隔開(kāi)口29被設(shè)置在先前由上述第一焊盤溝槽16和第二焊盤溝槽18呈現(xiàn)的位置之間的中間的位置中并且限定：從導(dǎo)電層15開(kāi)始，覆蓋空白空間24和薄膜12的板區(qū)30；并且此外，從金屬區(qū)20開(kāi)始，兩個(gè)不同的焊盤30a、30b并且尤其是設(shè)置為與襯底2接觸的第一焊盤30a，在其內(nèi)部構(gòu)成第二焊盤溝槽18，并且設(shè)置為板區(qū)30接觸的 第二焊盤30b，在其內(nèi)部構(gòu)成第一焊盤溝槽16。

制造方法之后終止于用于限定裸片32的鋸開(kāi)晶片1的步驟，每個(gè)裸片32包括(由從鋸開(kāi)晶片1得到的襯底2的單片部分構(gòu)成的)半導(dǎo)體材料34的本體，MEMS壓力傳感器的整體上由35表示的微機(jī)械結(jié)構(gòu)被集成在本體中。

圖10是在制造方法的結(jié)束的相同的微機(jī)械結(jié)構(gòu)35的示意性頂部平面圖；該頂部平面圖具體地示出穿過(guò)板區(qū)30制作的孔22的晶格(或陣列)布置。

詳細(xì)地，微機(jī)械結(jié)構(gòu)35因此包括：掩埋腔10，其被完全包含在半導(dǎo)體材料34制成的本體內(nèi)；以及薄膜12，其被設(shè)置在掩埋腔10上方并且將相同的掩埋腔10與半導(dǎo)體材料34的本體的頂表面2a分隔開(kāi)；在薄膜12上方的空白空間24，其使得能夠在存在進(jìn)入的壓力波的情況下使薄膜12變形；垂直地設(shè)置在薄膜12上方的板區(qū)30，由空白空間24將其與薄膜12分隔開(kāi)，其中對(duì)應(yīng)的孔22將相同的空白空間24(和薄膜12)設(shè)置為與MEMS壓力傳感器外部的環(huán)境連通并且因此使得上述壓力波能夠進(jìn)入；以及此外，第一焊盤30a，其與半導(dǎo)體材料34的本體(以及因此薄膜12)電接觸，以及第二焊盤30b，其與板區(qū)30電接觸。

特別地，微機(jī)械結(jié)構(gòu)35限定感測(cè)電容器C(示意性地示出在圖9中)，其具有作為第一板或電極的板區(qū)30(因此由從下面的襯底釋放的外延多晶硅區(qū)構(gòu)成)和作為第二板的薄膜12，第一板和第二板由空白空間24(其構(gòu)成感測(cè)電容器C的電介質(zhì))分隔開(kāi)。

在操作期間，由外部環(huán)境在薄膜12上施加的壓力引起其變形和感測(cè)電容器C的電容變化。該電容變化可以例如由被設(shè)計(jì)為適當(dāng)?shù)亟邮针娙葑兓?例如通過(guò)放大和濾波操作)處理其的MEMS壓力傳感器的適當(dāng)?shù)腁SIC通過(guò)到第一焊盤30a和第二焊盤30b的電連接檢測(cè)到以供應(yīng)指示檢測(cè)到的壓力的值的感測(cè)信號(hào)。

參考圖11和圖12，現(xiàn)在描述MEMS電容壓力傳感器的第二實(shí)施例。

在該第二實(shí)施例中，板區(qū)30不具有用于將薄膜12設(shè)置為與外部環(huán)境流體連通的孔22；相同的板區(qū)30實(shí)際上由沒(méi)有任何開(kāi)口的實(shí)心區(qū)構(gòu)成。

換言之，空白空間24在這種情況下與外部環(huán)境隔離、被封閉在頂部的板區(qū)30與底部的薄膜12之間(此外橫向上由犧牲層14的在用于釋放板區(qū)30的化學(xué)蝕刻之后保留的部分界定)。

實(shí)際上，申請(qǐng)人已知意識(shí)到至少在一些應(yīng)用中，使薄膜12與外部環(huán)境直接流體可能不利的。實(shí)際上，保護(hù)薄膜12免受污染、雜質(zhì)和/或濕氣影響可能是有用的。

在這種情況下，制造方法設(shè)想孔22(再次被提供用于通過(guò)經(jīng)由下面的犧牲層14的化學(xué)蝕刻的移除來(lái)使板區(qū)30釋放)后來(lái)借助于晶片1的熱氧化的步驟來(lái)填充，其導(dǎo)致形成在圖11中由36表示的在導(dǎo)電層15的暴露表面上的涂覆層。具體地，該涂覆層36完全填充孔22。

在該第二實(shí)施例中，薄膜12與到微機(jī)械結(jié)構(gòu)35的半導(dǎo)體材料34的本體的外部環(huán)境的流體連通由掩埋通路溝道37確保，掩埋通路溝道37橫向地向上連接到半導(dǎo)體材料34的本體內(nèi)的掩埋腔10。

特別地，掩埋通路溝道37延伸在與半導(dǎo)體材料34的本體的頂表面平行的深度處，并且具有與掩埋腔10流體連通的第一開(kāi)口37a和在半導(dǎo)體材料34的本體的側(cè)壁34'處與外部環(huán)境的第二開(kāi)口37b連通(該側(cè)壁34'垂直于半導(dǎo)體材料34的本體的前表面和后表面延伸)。

掩埋通路溝道37利用導(dǎo)致形成掩埋腔10的相同的方法步驟來(lái)形成。

特別地，(先前參考圖2A和圖2B描述的)掩模3在這種情況下具有橫向延長(zhǎng)部分，該橫向延長(zhǎng)部分具有針對(duì)掩埋通路溝道37的期望構(gòu)造，并且此外，鋸開(kāi)晶片1的步驟以使得劃片線限定掩埋通路溝道37的上述第二開(kāi)口37b的方式來(lái)執(zhí)行以便向外部環(huán)境打開(kāi)掩埋通路溝道37。

在該第二實(shí)施例中，壓力波因此從第二開(kāi)口37b進(jìn)入掩埋通路溝道37并且撞擊在薄膜12的設(shè)定為掩埋腔10接觸的內(nèi)表面上，引起 薄膜12的變形和感測(cè)電容器C的電容變化(除了該差別，其以與針對(duì)第一實(shí)施例描述的內(nèi)容全部相似的方式來(lái)形成)。

參考圖13和圖14，現(xiàn)在描述電容類型的MEMS壓力傳感器的第三實(shí)施例。

在該第三實(shí)施例中，微機(jī)械結(jié)構(gòu)32包括參考結(jié)構(gòu)，其被集成在用于檢測(cè)外部環(huán)境的壓力的結(jié)構(gòu)被形成在其中的半導(dǎo)體材料34的相同本體中；參考結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為允許不同類型的壓力檢測(cè)(即，相對(duì)于已知壓力參考，具有相對(duì)于要檢測(cè)的壓力的不變性的特性)。

在該第三實(shí)施例中，由38a表示的壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)以完全與先前參考圖9和圖10詳細(xì)討論的微機(jī)械結(jié)構(gòu)35相似的方式來(lái)提供(其具有穿過(guò)板區(qū)30的孔22以將薄膜12與外界流體連通)。

由38b表示的參考結(jié)構(gòu)包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)，其除了其不包括掩埋腔10和薄膜12之外也完全與微機(jī)械結(jié)構(gòu)35相似。

特別地，該參考結(jié)構(gòu)38b包括：相應(yīng)的板區(qū)30'，其由導(dǎo)電材料制成、被懸掛在相對(duì)于感測(cè)結(jié)構(gòu)38a的薄膜12橫向地設(shè)定的半導(dǎo)體材料的本體34的表面部分34a上方并且由相應(yīng)的空白空間24'與相同的表面部分34a分隔開(kāi)；穿過(guò)相應(yīng)的板區(qū)30'的多個(gè)相應(yīng)的孔(22')，其用于相應(yīng)的空白空間24'與外部環(huán)境的流體連通；以及相應(yīng)的襯底30a'、30b'，其用于上述表面部分34a和相應(yīng)的板區(qū)30'與外部的電連接，其形成參考電容器C_ref的板。

電容器C_ref的電容值因此不受要檢測(cè)的壓力影響(在這個(gè)程度上，半導(dǎo)體材料34的本體的表面部分34a不經(jīng)歷根據(jù)該壓力的變形)，并且代替地受例如在存在濕氣的情況下?lián)p害感測(cè)結(jié)構(gòu)38a的相同干擾現(xiàn)象影響。

相應(yīng)的制造方法因此設(shè)想用于提供感測(cè)結(jié)構(gòu)38a和參考結(jié)構(gòu)38b的完全相似的(同時(shí)執(zhí)行的)方法步驟，除了缺少形成針對(duì)參考結(jié)構(gòu)38b的掩埋腔的初始步驟。

與微機(jī)械結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的ASIC在這種情況下借助于感測(cè)結(jié)構(gòu)38a的第一焊盤30a和第二焊盤30b并且借助于參考結(jié)構(gòu)38b的相似的第 一焊盤30a'和第二焊盤30b'接收感測(cè)電容器C和參考電容器C_ref兩者的電容變化。

ASIC有利地以不同的方式處理感測(cè)電容器C和參考電容器C_ref的這些電容變化以便消除例如由于濕氣的干擾對(duì)檢測(cè)到壓力值的影響。

如圖13所示，摻雜區(qū)39、39'可以此外存在于感測(cè)結(jié)構(gòu)38a和參考結(jié)構(gòu)38b兩者中，在空白空間24、24'下面的半導(dǎo)體材料34的本體的表面部分中(針對(duì)感測(cè)結(jié)構(gòu)35a，被設(shè)定在與薄膜12相對(duì)應(yīng)的位置中并且形成相同薄膜12的表面部分)。

摻雜區(qū)39、39'可以通過(guò)在形成掩埋腔10后將摻雜劑植入或擴(kuò)散到專用掩模中來(lái)形成，并且在這種情況下有助于構(gòu)成感測(cè)電容器C和參考電容器C_ref的第二板；有利地，該摻雜區(qū)39、39'的存在使得能夠增大上述第二板的導(dǎo)電率并且改進(jìn)感測(cè)特性。

描述的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)從前面的描述中清楚地顯現(xiàn)。

特別地，基于電容檢測(cè)的原理的MEMS壓力傳感器具有比基于壓阻式感測(cè)原理的已知技術(shù)方案的相對(duì)于溫度的變化和非線性低得多的相對(duì)于溫度的變化和非線性。

在這一點(diǎn)上，圖15將根據(jù)本技術(shù)方案的電容類型的MEMS壓力傳感器的溫度系數(shù)TCO(被表示為全尺度FS的百分?jǐn)?shù))的繪圖與壓阻式類型的已知壓力傳感器的溫度系數(shù)TCO'進(jìn)行比較。

從繪圖的比較，根據(jù)本技術(shù)方案的MEMS壓力傳感器的溫度的更高的穩(wěn)定性是顯而易見(jiàn)的，如其響應(yīng)的更大的線性一樣。

具體地，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)已知的壓力傳感器的2mbar/℃(即，0.2％FS/℃)的溫度系數(shù)TCO'，根據(jù)本技術(shù)方案的MEMS壓力傳感器的溫度系數(shù)TCO為0.4mbar/℃(即，0.04％FS/℃)。

由于缺少專用于處理對(duì)應(yīng)的壓阻式元件的擴(kuò)散的方法的掩模，根據(jù)本技術(shù)方案的用于制造MEMS壓力傳感器的方法有利地是沒(méi)有已知類型(具體是壓阻式類型)的壓力傳感器的方法復(fù)雜和昂貴。

特別地，申請(qǐng)人已經(jīng)注意到由制造方法需要的掩模的數(shù)量的減 少，如針對(duì)要求例如九個(gè)掩模的用于制造壓阻式壓力傳感器的方法，掩模的數(shù)量在所描述的實(shí)施例中可以僅僅為五個(gè)(四個(gè)蝕刻掩模和一個(gè)沉積掩模)。

另外，所描述的技術(shù)方案有利地實(shí)現(xiàn)例如通過(guò)從外部借助于第一焊盤30a和第二焊盤30b將適當(dāng)?shù)碾娖眯盘?hào)應(yīng)用到感測(cè)電容器C的板在MEMS壓力傳感器中的自測(cè)試操作的簡(jiǎn)單且高效的實(shí)現(xiàn)方式。上述特性是特別有利的，如先前所強(qiáng)調(diào)的，例如對(duì)于汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用。

總體上，上述特性使得在電子設(shè)備50中對(duì)MEMS壓力傳感器的使用特別有利，例如對(duì)于如圖16中示意性地示出的汽車領(lǐng)域中的氣壓計(jì)應(yīng)用。

特別地，在圖16中，MEMS壓力傳感器由42表示，包括先前描述的微機(jī)械結(jié)構(gòu)35和ASIC 43，其提供對(duì)應(yīng)的讀取接口(并且可以被提供在與微機(jī)械結(jié)構(gòu)35的裸片相同的裸片32中或者被提供在不同的裸片中，其可以在任何情況下被容納在同一個(gè)封裝中)。

電子設(shè)備50一般能夠處理、存儲(chǔ)和/或發(fā)送并接收信號(hào)和信息，并且包括：微處理器44，其接收由MEMS壓力傳感器42檢測(cè)到的信號(hào)；連接到微處理器44的輸入/輸出接口45；以及非易失性類型的內(nèi)部存儲(chǔ)器46。

電子設(shè)備50在汽車領(lǐng)域中使用時(shí)可以根據(jù)檢測(cè)到的壓力值例如控制發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的空氣/燃料混合或者否則控制氣囊的打開(kāi)。

最后，清楚的是，可以在不脫離附加的附權(quán)利要求中限定的本實(shí)用新型的范圍的情況下對(duì)本文已經(jīng)描述和說(shuō)明的內(nèi)容進(jìn)行修改和變型。

具體地，顯而易見(jiàn)可以對(duì)用于制造MEMS壓力傳感器42的材料進(jìn)行修改，不同的金屬材料能夠例如用于提供焊盤30a、30b或者否則不同的介電材料用于提供犧牲層14。

另外，顯而易見(jiàn)MEMS壓力傳感器42可以有利地也被用于不同的應(yīng)用，其中期望獲得便攜式或可穿戴設(shè)備(例如智能電話、平板電 腦、智能手表、等等)中或者在其中達(dá)到(例如，在從-40℃到175℃的范圍中的)高溫的工業(yè)應(yīng)用中具有與溫度無(wú)關(guān)的特性的壓力的檢測(cè)。

此外，由于使用的制造方法的兼容性，MEMS壓力傳感器可以有利地與另一MEMS內(nèi)部傳感器和/或麥克風(fēng)集成。

在這一點(diǎn)上，圖17是由62表示的組合的MEMS傳感器的示意性圖示，包括由64表示的組合的類型的微機(jī)械感測(cè)結(jié)構(gòu)，其有利地將在先前針對(duì)壓力檢測(cè)詳細(xì)描述的微機(jī)械結(jié)構(gòu)35以及此外例如用于檢測(cè)加速度、角速度或聲波的已知類型的另一微機(jī)械感測(cè)結(jié)構(gòu)65集成在半導(dǎo)體材料的同一個(gè)本體中。微機(jī)械機(jī)構(gòu)35、65有利地利用所有兼容的制造方法來(lái)制作。

組合的MEMS傳感器62還包括再次由43表示的ASIC，其操作耦合到微機(jī)械機(jī)構(gòu)35并且耦合到另一微機(jī)械感測(cè)機(jī)構(gòu)65，以便提供組合的感測(cè)結(jié)構(gòu)(即，與壓力傳感器組合的加速度計(jì)、陀螺儀、或麥克風(fēng))。