CN105527042B - 压力传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力传感器组件，其包括：三个堆叠的硅片，所述硅片形成支撑件、传感器以及盖，其中所述传感器包括腔体，所述腔体从所述传感器的底部朝所述传感器的顶部向上延伸，以形成腔体底部和膜片；电介质层，其覆盖所述传感器的底部和所述腔体，并且其中所述支撑件沿所述传感器的底部耦合至所述电介质层；位于所述腔体的限定区域内的所述支撑件的顶部上的多个端口，所述多个端口延伸穿过所述支撑件至其底部，并且其中所述盖被耦合至所述传感器的顶部，覆盖所述膜片；以及，切入所述盖的底部的第二腔体，其中所述第二腔体的尺寸及位置被设置成包围所述膜片。

Description

压力传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及压力传感器及其制造方法。更具体地，本发明涉及由硅片制成的压力传感器。

背景技术

压力传感器的高压背侧应用的现有设计对于许多应用是不够的。一般的压力传感器利用膜片作为该压力传感器的压力检测元件。该膜片仅在一侧暴露于正压或负压，产生一个横跨该膜片的压力差。该压力差使该膜片弯曲，弯曲的量可以引起例如电阻或电容的变化，该变化可以由电路测量。

现有设计的一个问题在于，它们不限制至该膜片的压力流量。因此，当该压力传感器暴露于剧烈变化时，该膜片将经历非常快速的压力变化。这种快速的压力变化可能引起该膜片弯曲超过它的屈服点，并永久损坏该膜片，最终损坏该压力传感器。

现有设计的另一问题在于，硅膜片直接暴露于需要测量其压力的介质。高电位的导电流体对硅表面撞击将导致大电流通过传感器流动，并导致该传感器和/或其上附着的电路损坏。

现有设计的又一问题在于，当该膜片已达到其位移极限时，没有检测手段。因为这样的检测手段有可能削弱位移极限状态。

发明内容

鉴于上文所述，根据本发明的一个方面，目的在于提供一种压力传感器组件。优选地，这些方法及装置解决或至少改善上述一个或多个问题。为此，提供一种压力传感器组件。在一个实施例中，该压力传感器组件包括：具有顶部和底部的第一硅片；形成于所述硅片内的腔体，所述腔体从第一硅片的底部朝着第一硅片的顶部向上延伸，形成腔体底部，使得在所述腔体底部和所述第一硅片之间形成膜片；覆盖所述第一硅片的底部和所述腔体的电介质层；导电层，例如金属(例如铝)，或重掺杂的多晶硅，其覆盖所述第一硅片内的所述膜片的顶部；第二硅片，其沿所述第一硅片的底部被耦合至所述电介质层，并覆盖所述腔体；位于所述第二硅片的顶部的由所述腔体限定的区域内的多个端口，该多个端口延伸穿过所述第二硅片到达所述第二硅片的底部；第三硅片，其被耦合至所述第一硅片的所述顶部，使得所述第三硅片覆盖所述膜片；以及第二腔体，其被切入所述第三硅片的底部，其中所述第二腔体的尺寸及位置被设置成使得所述第二腔体包围所述膜片。

在优选的实施例中，所述第二腔体的深度被设计成机械地限制所述膜片的移动位移至小于全量程压力位移的3倍。在较佳的优选实施例中，所述第二腔体的深度小于或等于0.9μm。

再在其它实施例中，所述第二腔体也可以包括用于电子地检测所述膜片已经抵达其位移极限的装置。在这类实施例中，导电层可以覆盖所述腔体底部或者被适当放置在所述腔体底部上。相应的导电层可以覆盖所述膜片的所述顶部或被适当放置在所述膜片的所述顶部上。因此，当所述膜片抵达其最大位移时，所述膜片的顶部上的所述导电层和所述第二腔体的底部上的所述导电层接触。这些层可以被适当设计、尺寸及形状，使得这些层之间的接触完成电路，因此电子检测所述膜片的最大位移已经发生。在一些实施例中，所述第二腔体的底部中的所述导电层可以和在所述传感器组件的另一区域上的触头电连通。在优选的实施例中，所述触头可以位于所述第三硅片的顶部上。所述导电层可以由诸如铝的金属或重掺杂多晶硅制成。

在一些实施例中，形成所述膜片的所述腔体底部位于至所述第一硅片的顶部的距离的80％。在其他实施例中，也可以使用其它深度。

在优选的实施例中，所述电介质层使所述传感器上的所述电路与冲击所述膜片的介质绝缘。在优选的实施例中，所述电介质层使所述传感器上的所述电路与所述支撑件绝缘。在优选的实施例中，所述电介质层由二氧化硅或氮化硅或二氧化硅和氮化硅的组合制成。在一些实施例中，不使用电介质层，所述第一硅片直接与所述第二硅片耦合。

在一些实施例中，所述压力传感器组件可以进一步被耦合至基底。在这类实施例中，所述基底可以被耦合至所述第二硅片的所述底部。所述基底可以包括通道，所述通道从所述基底的顶部延伸至所述基底的底部。在所述基底的顶部的通道的开口可以涵盖所述第二硅片的底部的多个所述端口的开口。在一些实施例中，所述基底可以是基座。

对压力传感器的其它实施例也进行了描述。在一个实施例中，所述压力传感器组件包括：第一硅片，其具有顶部表面和底部表面以及中间平面，中间平面被限定在所述顶部表面和所述底部表面之间的中间位置，其中所述底部表面包括腔体，所述腔体朝所述顶部表面向上延伸，穿过所述中间平面而形成腔体底部；形成于所述腔体底部和所述顶部表面之间的膜片；第二硅片，其被耦合至所述第一硅片的所述底部表面，所述第二硅片覆盖所述腔体以形成室；多个通道，其延伸穿过所述第二硅片，并进入所述室；第三硅片，其被耦合至所述第一硅片的顶部表面，所述第三硅片包括第二腔体，所述第二腔体的尺寸及位置被设置，以覆盖所述膜片，且其中所述第二腔体的底部形成所述膜片的机械止动件；并且其中，所述第一硅片和所述第二硅片通过位于二者之间的电介质层彼此电绝缘。

在优选的实施例中，所述第二腔体的所述底部可以覆盖有导电层，如果施加到所述膜片的压力使得所述膜片顶部的导电层与所述第二腔体的底部上的所述导电层接触，所述导电层被定位以闭合电路。

根据本发明的另一方面，提供一种压力传感器组件的制造方法。在优选的实施例中，所述方法包括：通过形成由底部向上延伸进入所述第一硅片的腔体，由所述第一硅片形成传感器；在所述第一硅片的顶部上形成导电层；在所述第一硅片的底部及腔体上形成电介质层；通过形成多个通道，由第二硅片形成支撑件，其中所述多个通道从顶部表面穿过所述第二硅片至底部表面；将所述第一硅片的所述底部键合到所述第二硅片的所述顶部表面，使得由所述腔体形成室，所述多个通道通向所述室；通过形成第二腔体，由第三硅片形成盖，其中所述第二腔体从底部向上延伸进入所述第三硅片；将所述第三硅片的底部键合到所述第一硅片的顶部，使得所述第二腔体包围所述膜片。

在一些实施例中，所述第二腔体的深度被切成机械地限制所述膜片的移动位移小于全量程压力位移的3倍。在一些方法中，所述第二腔体的所述深度小于或等于0.9μm,1.1μm,1.3μm或1.5μm。

在其他实施例中，导电层也可以在所述第三硅片的所述腔体的底部中形成。所述导电层可以和位于所述第三硅片的顶部上的触点电连通。另外，导电层也可以在所述第一硅片的所述膜片的顶部上形成。所述导电层可以被定位成使得当所述膜片达到最大位移状态时，所述膜片的顶部上的所述导电层与所述第三硅片内的所述腔体的底部上的导电层电连通，并且完成电路，其可以被用于检测该最大位移状态。

在所述方法的一些实施例中，所述电介质层由二氧化硅或氮化硅或二氧化硅和氮化硅的组合形成。并且，在所述方法的一些实施例中，所述压力传感器组件被耦合至所述支撑件的底部的基底。

如下文将更充分的描述，本文所述的压力传感器的这些实施例改善或缓解了前文提到的一些问题。参考下面的详细的说明及附图(其仅以示例方式说明了各种实施例)，本发明的进一步的方面、目的、希望的特征、以及本文所公开的装置和方法的优点将更好地被了解。然而，应当清楚地理解到，附图仅用于示例的目的，而并不旨在作为对所主张的发明的范围的限定。

附图说明

图1示出了安装在基底上的压力传感器组件的一个实施例的等轴视图。

图2示出了图1中的压力传感器组件的横截面图。

图3示出了图2的横截面图的局部放大视图。

图4示出了在形成传感器的一个实施例的过程中的硅片的多个横截面图。

图5示出了在形成支撑件的一个实施例的过程中的硅片的多个横截面图。

图6示出了图4中的传感器与图5中的支撑件的组合的横截面图。

图6A示出了图6的横截面，其中在压力传感器的顶表面上加有导电层57。

图7示出了在形成盖的一个实施例的过程中的硅片的多个横截面图。

图7A示出了在形成盖的一个实施例的过程中的硅片的多个横截面图，其中所述盖被配置成以电子方式检测所述膜片的最大位移状态。

图8示出了图4中的传感器与图5中的支撑件和图7中的盖相组合以形成传感器组件的一个实施例的横截面图。

图9示出了图8中的传感器组件，其中盖52的两侧被切除。

图10示出了传感器组件的一个实施例的横截面图，其中传感器组件被设计成以电子方式检测膜片的最大位移。

图11示出了传感器组件的一个实施例的横截面图，其中电介质层被配置为与图10中的实施例不同。

具体实施方式

说明书中使用了“顶部”和“底部”，其用于帮助向读者提供方位。这些词并不意味着将实施例的范围限制到相对于重力的特定方向定向，而仅用于提供相对于特定实施例的其他元件或部分的相对方位和/方向。例如，如果确立了“顶部”方向，则“底部”为该实施例的顶部的相对侧，反之亦然。因此，“向上”是从“底部”向“顶部”的方向，“向下”是从“顶部”向“底部”的方向。

图1示出了安装在基底上的压力传感器组件的一个实施例的等轴视图。在图1所示的实施例中，整个组件100包括压力传感器组件50和基底10。可以使用多种不同的方法将压力传感器组件50耦合到基底10。在一个优选实施例中,使用共晶焊接技术、玻璃料接合技术或粘合剂粘接技术将压力传感器组件50结合到基底10。图1中显示的基底10是示例性的，也可以使用其他尺寸或形状的基底10。

压力传感器组件50包括盖52，传感器54和支撑件56。在包括基底10的实施例中，支撑件56被耦合到基底10的顶部。传感器54被耦合到支撑件56的顶部，盖52被耦合到传感器54的顶部。

在优选实施例中,盖52,传感器54和支撑件56都由硅(Si)制成。在更优选的实施例中,盖52,传感器54和支撑件56都由硅片制成。因此，传感器组件可以包括三个堆叠的硅片。在其他实施例中,可以使用其他材料。用硅制造传感器组件50的部件是有利的，这是由于可以使用先进的制造技术来制造其部件，例如那些在微机电***(MEMS)中使用的技术。通常,传感器组件50可以是MEMS装置。

用在优选实施例中的硅片通常厚度可以在300μm至400μm之间。在一个优选实施例中,硅片厚度为350μm。在其他实施例中,盖52,传感器54和支撑件56所使用的硅片可以具有其他厚度。在不同的实施例中,每个部件可以使用不同的厚度。在优选实施例中,硅片的晶体取向的密勒指数为100。但是，在其他实施例中可以使用其他的晶体取向。

在优选实施例中,盖52,传感器54和支撑件56都由硅片制成，并用硅键合技术键合到一起。但是，可以使用其他的键合技术，特别是，如果所使用的材料不是硅片，有可能使用其他键合技术。

图2中示出了包括图1中的基底10的压力传感器组件50的实施例的横截面图。压力传感器组件50在支撑件56的底部被耦合到基底10。在图2所示的实施例中，基底包括通道12，其从基底10的顶部11延伸到基底10的底部13。在其他实施例中,也可以使用其他类型的通道。基底10中的通道可以具有均匀的直径，或者可以包括两种以上不同的直径，或者可以是正方形或矩形或多边形。基底10中的通道可以具有不同的设计，但是都应该提供从基底10的底部向上直到支撑件56的底部的连通。

如从图2中可以看出的，支撑件56包括多个端口60，传感器56包括腔体58。支撑件56结合到传感器54上，使得腔体58成为室58。多个端口60在厚度方向延伸穿过支撑件56。在优选实施例中,端口的开口被排列成使得使得它们在室58中为打开。多个端口60为从支撑件56的底部向上进入腔体58中的压力提供了路径。

图3示出了图2的横截面的局部放大视图。如从图3中可以看出的，多个端口60延伸穿过支撑件56。端口60也可以被称为通道或通道阵列。使用多个较小的端口60比使用单个较大端口具有优点，因为较小端口60的阵列抑制了涌入介质的压力峰值，以保护传感器54。特别是,多个端口60抑制了到压力传感器54的膜片59的压力峰值。在优选实施例中,多个端口60被构建为，与通常的单个较大端口相比，具有明显减小的直径。在优选实施例中,端口60通过使用深反应离子蚀刻(DRIE)工具对支撑件56钻孔或通过超声钻孔或通过机械钻孔而形成。端口60的形状可以是圆形或方形或矩形或多边形。每个通道中的流速V_f是室58外的压力P_out与室58内的压力P_in之间的压力差Δp，流体密度ρ，通道的直径D与通道的长度L之比，以及通道的摩擦系数f_D的函数。该关系由下述公式描述

为此，对端口60的直径和长度进行选择，使得与单个大端口相比，流入室的介质流量减少。在优选实施例中,对流体，传感器将使用的最大压力差，以及D/L比进行选择，使得流量减小到使用单个大端口时的流量的十分之一。在其他实施例中,可以为其设计其他减小比例。

在图3所示的实施例中，五个端口从的支撑件56的底部向上延伸到室58。但是,在其他实施例中，也可以使用其他数量的端口。在一个优选实施例中,可以使用2至10个端口。在另一个优选实施例中，可以使用5至10个端口。再在另一个实施例中，可以使用5至50个端口。再在其他更复杂的实施例中，可以使用50个或更多个端口。。

在其中端口受到支撑件56的厚度限制的实施例中，端口60的长度由硅片的厚度限定。因此，只需要选择直径。在优选实施例中,端口的直径是室58的最大直径的百分之一或更小。再在其他实施例中,端口的直径是室58的最大直径的1/25至1/15。再在其他实施例中,端口的直径是室58的最大直径的1/15至1/10。再在其他实施例中,端口的直径是室58的最大直径的1/10至1/5。

多个端口60可以被排列成通道开口15位于基底10的顶部，使得通道开口15涵盖支撑件56的底部上的多个端口开口60。在其他实施例中，端口开口60的一些部分或更多部分可以位于通道开口15之外。

如可以从图3中看出的，传感器54包括腔体58。该腔体从所述的传感器54的底部表面向上延伸形成腔体底部，使得在腔体底部和传感器54的顶部之间形成膜片。在优选实施例中,所述腔体的底部朝向传感器54的顶部表面延伸，延伸距离为到达所述顶部表面的距离的至少80％。在更优选的实施例中,腔体底部向传感器54的顶部表面延伸，延伸距离为到达所述顶部表面的距离的85％至95％。腔体58的深度确定了膜片59的厚度，从而确定了压力传感器54的全量程压力范围。传感器54的厚度为底表面和顶表面之间的距离，传感器54具有位于顶表面和底表面之间的中间位置的中平面。在优选实施例中，该腔体58朝向顶部表面向上延伸，穿过中间平面而形成腔体底部。

膜片59的最小厚度(或腔体58的最大深度)由输出目标决定，并受到制造工艺的限制。不存在膜片59的最大厚度(或腔体58的最小深度)。在优选实施例中,膜片59的厚度通常为10微米至传感器晶片厚度的95％。

传感器54包括设置在传感器54的顶侧的电路。该电路用于测量膜片的偏转，并因此测量压力。该电路可以通过导电层51而形成。该导电层可以由任何金属制成。导电层51被用于形成嵌入在传感器的硅中的电路。在优选实施例中，导电层51是与导电层57(如图6A所示)不同的导电层。在一些实施例中，它们可以由不同的材料制成和/或具有不同的厚度。在其他实施例中，导电层57可以形成为电路51的一部分或可被连接到其上。

为了使电路电绝缘以防止发生潜在的短路，可以在传感器54和支撑件56之间使用电介质层。在优选实施例中，电介质层覆盖传感器54的底侧和腔体58。电介质层可以由任何绝缘材料制成。在优选实施例中，电介质层由二氧化硅或氮化硅制成。

电路短路的主要来源是，当在高电位的导电流体进入所述传感器组件并撞击在硅表面上时产生短路。高电位流体和硅之间的接触可能会引起流过传感器的大电流，导致对传感器和/或连接到其上的电路的损坏。因此，电路需要与存有流入的流体的腔体和通道进行电绝缘。其实现方式可以是如在图11中的传感器组件50的横截面中所示，其中电介质层30覆盖传感器的整个底部表面。在优选实施例中，这包括腔体58的表面和传感器54与支撑件56之间的表面。在另一个实施例中，同样的电绝缘可以通过在所有暴露于流入的流体的表面上施加一个电介质层来实现，如在图10中所示的传感器组件50的横截面图中可以看出。在优选实施例中，这可以包括整个室58和端口60的表面。

返回到图3中，盖52被耦合到传感器54的顶部。在优选实施例中，盖52还包括一个腔体62。腔体62于耦合到传感器54侧切入盖52。腔体62向上延伸进入盖而形成腔体底部。因此，当盖52被组装到传感器54时，腔体62在膜片59上方形成间隙。在优选实施例中，盖52中的腔体62的尺寸和位置被设置成使得腔体62包围膜片59的底部。也在优选实施例中，腔体62的深度被设计为使得腔体62的底部限制膜片59朝向盖52的运动。因此，腔体的尺寸和位置被设置成使得当盖耦合到传感器54时，腔体62的底部充当机械止动件，以阻止膜片59发生过度位移。

在优选实施例中，膜片59在全量程压力下通常移动约0.3-0.5μm。为了有效停止，由腔体62形成的间隙需要大于全量程位移，但小于其中如果没有止动件存在时膜片将屈服或爆裂的距离。膜片屈服或断裂通常发生于3倍到5倍的全量程压力位移。因此，对于通常全量程压力位移为0.3μm的膜片，腔体62的深度可以大于0.3微米但小于0.9μm。在其中膜片的通常全量程压力位移为0.3μm的又一个实施例中，腔体62的深度可以大于0.3μm但小于1.5μm。在其他实施例中，根据膜片的设计，可以使用其它的腔体深度。

现在将描述一组附图，以说明构建压力传感器组件50的一个实施例的过程。在本实施例中，压力传感器组件50将由键合在一起的3个单独的硅晶片构成。压力传感器组件50将包括多个端口60，具有机械止动件的盖52和电介质层，该电介质层使传感器54与支撑件56之间电绝缘。在其他实施例中，也可以构建其他的组合或配置。

图4示出了在形成传感器54的一个实施例的过程中的硅片的多个横截面图。在步骤1中，该方法优选从电阻为10Ωcm+/-20％、厚度为350μm的n型<100>Si晶片开始。在步骤2中，随着SiN沉积而添加了氧化层。在优选实施例中，进行光致抗蚀剂旋涂。腔体掩模通过适当放置和设定尺寸的SiN蚀刻和氧化物蚀刻，以及随后的光致抗蚀剂剥离来形成。在步骤3中，KOH蚀刻用于产生传感器54的腔体58，并因此产生膜片59。KOH蚀刻优选刻蚀到晶片厚度90％的深度。在该步骤中也优选地进行圆角化(corner rounding)。在步骤4中，SiN和氧化物层被剥离。

图5示出了在形成支撑件56的一个实施例的过程中的硅片的多个横截面图。在步骤1中，该方法优选开始于厚度为350μm的<100>Si片。在步骤2中，多个端口60的掩模通过以下步骤形成：施加氧化层，进行光致抗蚀剂旋涂，然后暴露出端口掩模，进行氧化物蚀刻。在步骤3中，多个端口60通过先进行深反应离子蚀刻(DRIE)，随后进行光致抗蚀剂剥离来形成。最后，在步骤4中，氧化物层被剥离。

图6示出了图4中的传感器54与图5中的支撑件56进行组合的横截面图。在优选实施例中，将两个硅片进行硅-到-硅键合，然后将组件进行氧化，以准备形成一个用于检测传感器54的顶表面上的膜片位移的电路。如本领域技术人员所公知的，进行一系列步骤，以形成所述电路。这一系列步骤中包括沉积金属并图案化金属，例如，铝。该图案化的金属不仅可以形成电路，它也可以用作电触头的一部分，所述电触头形成膜片59的顶侧的最大位移检测开关(maximum displacement detection switch)。

图6A示出了图6的横截面，其中导电层57被加在压力传感器54的顶表面上。如可在图6A中可以看出的，导电层的一部分可以在膜片59之上形成，以便为最大位移检测开关提供电接触。

图7示出了形成盖52的一个实施例的硅片的多个横截面图。在步骤1中，该方法优选开始于电阻为0.1Ωcm或以下、厚度为350μm的<100>Si晶片。在步骤2中，先进行光致抗蚀剂旋涂，随后形成凹槽掩模。腔体62通过DRIE形成。然后，进行光致抗蚀剂剥离。

图7A示出了形成盖的一个实施例的过程中的硅片的多个横截面，其中所述盖被配置为以电子方式检测所述膜片的最大位移状态。在优选实施例中，该盖52可以不仅作为机械止动装置，也可以被配置为充当电气检测开关。在这样的实施例中，腔体62被覆盖有导电层63，导电层63被电连接到所述盖52。导电层可以由任何金属制成。因此，当膜片59到达腔体62的底部时，膜片59上的导电层57将与在所述盖52的腔体中的导电层63接触。优选地，该接触形成一闭合电路，该闭合电路可以用一个检测电路检测，该检测电路可以使高压力来源被禁止，或通过打开另一个阀来减轻压力。

如在图7A中可以看到的，在步骤3中，导电层，例如铝，被沉积在盖52的底侧。然后进行光致抗蚀剂旋涂，随后进行掩模和蚀刻步骤。在步骤4中，导电层，例如铝，被沉积在盖52的顶侧上，盖52的顶侧上的导电层可以用作到导电层63的电接触，然后，进行光致抗蚀剂旋涂，随后进行掩模和蚀刻步骤。

图8示出传感器54与支撑件56和盖52相组合以形成传感器组件50的横截面。在优选实施例中，盖52被硅到硅键合到传感器54的顶部。然后，被键合到一起的三个硅片的堆叠可以在晶片堆叠的底侧上进行钛/铂/金沉积。图9示出了图8中的传感器组件，其中盖52的两侧被切除。

图10示出了传感器组件的一个实施例的横截面图，其中传感器组件被设计成以电子方式检测膜片的最大位移。如可以在图10中看出的，导电层63被沉积在盖52中的腔体62的底部上。另外，导电层57被沉积在膜片59的顶部上。当膜片弯曲至其最大位移时，两个导电层57和63接触并完成一个电路。电路的完成被检测，并且***知道膜片已达到其最大位移。在优选实施例中，最大位移的检测可能引起动作，以减轻或去除过压状态。

正如也可以在图10中看出的，电介质层覆盖腔体58的内部和端口/通道60的内部。因此，电介质层30使腔体58和端口/通道60与传感器54电绝缘。如可以在本实施例中看出的，传感器54和支撑件56被直接耦合在一起。

图11示出传感器组件的一个实施例的横截面图，其中所述电介质层被配置为与图10的实施例不同。如可以在图11中看出的，并不是覆盖所有的腔体58和端口60，而是电介质层30覆盖传感器54的整个底部表面。虽然图11的实施例中的电介质层具有不同的配置，但其具有相同的功能，即，使得传感器54与支撑件56之间电绝缘。可以在图11中看出，在这样的实施例中，传感器54不直接耦合到支撑件56，因为电介质层30被放置在它们之间。

虽然参考优选配置和特定例子对本发明的实施例进行了描述，但是本领域技术人员可以容易地理解，可以对压力传感器及其制造方法进行许多修改和调整，而不偏离如下文中所请求保护的实施例的精神和范围。因此，应当清楚地理解，本说明书仅通过示例的方式进行说明，而不是作为对如下文所请求保护的实施例的范围的限制。

Claims (39)

1.一种压力传感器组件，包括：

第一硅片，所述第一硅片具有顶部和底部；

形成在所述第一硅片内的腔体，所述腔体从所述第一硅片的底部朝着所述第一硅片的顶部向上延伸，形成腔体底部，使得在所述腔体底部和所述第一硅片的顶部之间形成膜片；

电路，其由设置在所述第一硅片的所述顶部的导电层形成；

第二硅片，所述第二硅片沿所述第一硅片的所述底部耦合，并覆盖所述腔体，以形成室；

电介质层，所述电介质层使所述室的内部与所述第一硅片之间电绝缘；

多个端口，所述多个端口位于所述第二硅片的顶部的由所述腔体限定的区域内，所述多个端口延伸穿过所述第二硅片到达所述第二硅片的底部；

第三硅片，所述第三硅片被耦合至所述第一硅片的所述顶部，使得所述第三硅片覆盖所述膜片；以及

第二腔体，所述第二腔体切入所述第三硅片的底部，其中所述第二腔体的尺寸及位置被设置成使得所述第二腔体包围所述膜片。

2.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其中所述第二腔体的深度被设计成机械地限制所述膜片的移动位移至小于全量程压力位移的3倍。

3.根据权利要求1所述的压力传感器组件，还包括位于所述膜片的顶部的电触头和位于所述第二腔体的底部的第二电触头。

4.根据权利要求3所述的压力传感器组件，其中在所述膜片移动至所述第二腔体内的全深度时，所述电触头将与所述第二电触头接触，并形成闭合电路。

5.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其中所述第二腔体的深度小于或等于0.9μm。

6.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其中所述腔体的底部位于至所述第一硅片的顶部的距离的至少80％。

7.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其中所述电介质层由二氧化硅或氮化硅制成。

8.根据权利要求1所述的压力传感器组件，还包括基底，所述基底被耦合至所述第二硅片的底部，所述基底包括通道，所述通道从所述基底的顶部延伸至所述基底的底部，并且其中，在所述基底的顶部的通道的开口涵盖在所述第二硅片的底部的多个所述端口的开口。

9.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其中所述电介质层将所述第一硅片与所述第二硅片隔开。

10.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其中所述电介质层覆盖所述室的内部。

11.一种压力传感器组件，包括：

第一硅片，所述第一硅片具有顶部表面和底部表面以及中间平面，所述中间平面被限定在所述顶部表面和所述底部表面之间的中间位置，其中所述底部表面包括腔体，所述腔体朝所述顶部表面向上延伸，穿过所述中间平面而形成腔体底部；

膜片，所述膜片形成于所述腔体底部和所述顶部表面之间；

第二硅片，所述第二硅片被耦合至所述第一硅片的所述底部表面，所述第二硅片覆盖所述腔体以形成室；

多个通道，所述多个通道延伸穿过所述第二硅片，并进入所述室；

第三硅片，所述第三硅片被耦合至所述第一硅片的所述顶部表面，所述第三硅片包括第二腔体，所述第二腔体的尺寸及位置被设置以覆盖所述膜片，且其中所述第二腔体的底部形成所述膜片的机械止动件；

并且其中，所述室通过电介质层与所述第一硅片之间电绝缘。

12.根据权利要求11所述的压力传感器组件，其中所述第二腔体的深度小于或等于0.9μm。

13.根据权利要求11所述的压力传感器组件，其中所述腔体底部朝向所述第一硅片的所述顶部表面延伸，延伸距离为到达所述顶部表面的距离的至少80％。

14.根据权利要求11所述的压力传感器组件，其中所述电介质层由二氧化硅或氮化硅制成。

15.根据权利要求11所述的压力传感器组件，还包括位于所述膜片的顶部的电触头和位于所述第二腔体的底部的第二电触头。

16.根据权利要求11所述的压力传感器组件，还包括基底，所述基底被耦合至所述第二硅片的底侧，所述基底包括基底通道，所述基底通道从所述基底的顶部延伸至所述基底的底部，并且其中，在所述基底的顶部开口的基底通道覆盖了位于所述第二硅片内的多个所述通道的通道开口。

17.一种传感器组件，包括：

具有膜片的传感器，所述传感器具有顶部和底部；

盖，所述盖被耦合至所述传感器的顶部，并在所述膜片上形成间隙，所述间隙被设计为限制所述膜片的全量程移动；

支撑件，所述支撑件被耦合至所述传感器的底部，其中所述支撑件和所述传感器形成与所述膜片相邻的室，并且其中所述支撑件包括多个通道，所述支撑件的多个通道从所述支撑件的底部向上穿过所述支撑件进入所述室；和，

电介质层，所述电介质层使所述室和所述多个通道均与所述传感器电绝缘。

18.根据权利要求17所述的压力传感器组件，其中所述间隙小于或等于0.9μm。

19.根据权利要求17所述的压力传感器组件，还包括位于所述膜片顶部的电触头以及位于所述间隙上的所述盖的底部的第二电触头。

20.根据权利要求17所述的压力传感器组件，其中所述电介质层将所述传感器与所述支撑件隔开。

21.一种制造压力传感器组件的方法，包括：

通过形成由底部向上延伸进入第一硅片的腔体，由所述第一硅片形成传感器，所述腔体的底部和所述传感器的顶部之间形成膜片；

在所述第一硅片的顶部形成导电层；

通过形成多个通道，由第二硅片形成支撑件，其中所述多个通道从顶部表面穿过所述第二硅片至底部表面；

将所述第一硅片的底部键合到所述第二硅片的顶部表面，使得由所述腔体形成室，所述多个通道通向所述室；

形成电介质层，所述电介质层使所述室与所述传感器之间电绝缘；

通过形成第二腔体，由第三硅片形成盖，其中所述第二腔体从底部向上延伸进入所述第三硅片；和

将所述第三硅片的底部键合到所述第一硅片的顶部，使得所述第二腔体包围所述膜片。

22.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述第二腔体的深度被切割成机械地限制所述膜片的移动位移至小于全量程压力位移的3倍。

23.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述第二腔体的深度小于或等于0.9μm。

24.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述电介质层由二氧化硅或氮化硅制成。

25.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述电介质层将所述传感器与所述支撑件隔开。

26.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述电介质层覆盖所述室的表面。

27.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，还包括将基底结合到所述支撑件的所述底部表面，其中所述基底包括通道，所述通道从所述基底的顶部延伸至所述基底的底部，并且其中在所述基底的顶部的通道开口涵盖所述支撑件的所述底部表面的所述多个通道。

28.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，还包括在所述第三硅片的所述第二腔体的底部上形成导电层。

29.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，还包括在所述第三硅片的顶部上形成电触头，所述电触头被连接至所述第三硅片的所述第二腔体的底部上的所述导电层。

30.根据权利要求21所述的制造压力传感器组件的方法，其中，当所述膜片移动到所述第二腔体的全深度时，所述膜片的顶侧的导电层与所述第二腔体的底部的所述导电层接触，并形成闭合电路。

31.一种制造压力传感器组件的方法，包括：

由第一硅片形成传感器，其中所述传感器包括膜片；

在所述传感器的顶部形成导电层，在所述传感器的顶部上形成电路；

由第二硅片形成支撑件；

将所述第一硅片的底部键合到所述第二硅片的顶部表面，使得形成由所述第一硅片和所述第二硅片封装的室；

形成多个通道，所述多个通道从所述室穿过所述第二硅片到达所述第二硅片的底部表面；

形成电介质层，所述电介质层使所述室与所述传感器之间电绝缘；

由第三硅片形成盖；和

将所述第三硅片的底部键合到所述第一硅片的顶部，使得所述膜片上的间隙处于所述传感器和所述盖之间。

32.根据权利要求31所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述间隙小于所述膜片的全量程压力位移的3倍。

33.根据权利要求31所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述间隙小于或等于0.9μm。

34.根据权利要求31所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述电介质层由二氧化硅或氮化硅制成。

35.根据权利要求31所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述电介质层使所述传感器与所述支撑件隔开。

36.根据权利要求31所述的制造压力传感器组件的方法，其中所述电介质层覆盖所述室的表面。

37.根据权利要求31所述的制造压力传感器组件的方法，还包括在所述膜片上的与所述导电层相对的所述间隙的表面上形成第二导电层。

38.根据权利要求37所述的制造压力传感器组件的方法，还包括在所述第三硅片的上部形成电触头，与所述第二导电层电连通。

39.根据权利要求37所述的制造压力传感器组件的方法，其中当所述膜片移动到所述室的全深度时，所述导电层与所述第二导电层接触，并形成闭合电路。

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