(57)【要約】      （修正有）【課題】腐食性や導電性を有する媒体、および高圧力下で適用できる圧力センサを提供する。【解決手段】圧力センサは、圧力感知素子８０と上部キャップ２０とを含む。圧力感知素子は、埋設密封キャビティ６４を有する貼り合わせウェーハ基板７０、７２を含む。埋設密封キャビティの壁部は、感知ダイアフラム６０を形成する。１つまたは複数の感知素子は、感知ダイアフラムにより支持され、１つまたは複数のボンドパッド３４は、貼り合わせウェーハ基板の上側に支持される。ボンドパッドのそれぞれは、感知ダイアフラムに隣接して位置決めされ、感知素子の１つまたは複数と電気的に接続される。上部キャップは、開口が感知ダイアフラムに向けた媒体の下向きの通過を容易にするように、貼り合わせウェーハ基板の上側に固定され、ボンドパッドを媒体から隔離する。【選択図】図３
0003207123.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
埋設密封キャビティを有する貼り合わせウェーハ基板であって、前記埋設密封キャビティの壁部が前記貼り合わせウェーハ基板の上側に沿って感知ダイアフラムを形成する貼り合わせウェーハ基板、
前記貼り合わせウェーハ基板の前記感知ダイアフラムによって支持される１つまたは複数の感知素子、および
前記貼り合わせウェーハ基板の上側によって支持される１つまたは複数のボンドパッドであって、前記１つまたは複数のボンドパッドのそれぞれが前記感知ダイアフラムに隣接して位置決めされ、かつ前記１つまたは複数の感知素子のうちの１つまたは複数に電気的に接続される、１つまたは複数のボンドパッド
を含む圧力感知素子と、
開口を含む上部キャップであって、前記上部キャップは前記開口が前記感知ダイアフラムに向けた媒体の下向きの通過を容易にするように前記貼り合わせウェーハ基板の上側に対して固定され、さらに前記上部キャップは前記圧力感知素子の前記１つまたは複数のボンドパッドを前記媒体から隔離するように構成される、上部キャップと
を備える、絶対圧力センサ。
【請求項２】
前記貼り合わせウェーハ基板は、
第１の基板と、
第２の基板と
を含み、
前記第１の基板および／または前記第２の基板に形成された凹部が前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記埋設密封キャビティを作り出すように、前記第１の基板は前記第２の基板に接合され、
前記第１の基板は前記密封キャビティの一部を形成する前記感知ダイアフラムを画定する、請求項１に記載の絶対圧力センサ。
【請求項３】
前記開口と流体連通する圧力ポートをさらに備える、請求項１または２のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項４】
前記圧力ポートおよび前記開口は、前記圧力感知素子の前記１つまたは複数のボンドパッドから隔離された媒体流路を少なくとも部分的に画定する、請求項３に記載の絶対圧力センサ。
【請求項５】
前記埋設密封キャビティは、基準圧力キャビティである、請求項１から４のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項６】
前記埋設密封キャビティは、真空密封基準キャビティである、請求項１から５のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項７】
前記１つまたは複数の感知素子は、１つまたは複数のピエゾ抵抗素子を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項８】
前記貼り合わせウェーハ基板は、シリコンを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項９】
前記貼り合わせウェーハ基板は、ＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）基板を含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項１０】
前記媒体の圧力は、前記埋設密封キャビティ内の圧力に対して相対的に測定される、請求項１から９のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項１１】
前記上部キャップは前記１つまたは複数のボンドパッドのうちの１つまたは複数と位置合わせされる穴または凹部を含み、前記上部キャップが前記貼り合わせウェーハ基板の上側に対して接合されたときに、前記１つまたは複数のボンドパッドが電気的接続のために前記穴または凹部を介してアクセス可能になる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項１２】
前記ボンドパッドのうちの１つまたは複数に動作可能に接続される、前記１つまたは複数の感知素子に対応する信号を調整するための信号調整回路をさらに備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項１３】
前記埋設密封キャビティは、前記貼り合わせウェーハ基板の下側面と前記貼り合わせウェーハ基板の上側面との間の空隙によって画定される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項１４】
圧力センサを製作する方法であって、
１つまたは複数の感知素子を貼り合わせウェーハ基板の感知ダイアフラムに設けるステップであって、前記貼り合わせウェーハ基板は埋設密封キャビティを有し、前記埋設密封キャビティの壁部が前記貼り合わせウェーハ基板の上側に沿って前記感知ダイアフラムを形成するステップと、
前記貼り合わせウェーハ基板の上側に１つまたは複数のボンドパッドを設けるステップであって、前記１つまたは複数のボンドパッドのそれぞれは前記感知ダイアフラムの側方に隣接して位置決めされ、かつ前記感知素子のうちの１つまたは複数と動作可能に接続されるステップと、
上部キャップを前記貼り合わせウェーハ基板の上側に固定するステップであって、前記上部キャップは前記感知ダイアフラムに向けた媒体の下向きの通過を容易にする開口を含み、前記上部キャップは前記１つまたは複数のボンドパッドを使用中に前記媒体から隔離するステップと
を備える、方法。
【請求項１５】
圧力ポートを前記上部キャップに対して固定するステップであって、前記圧力ポートが前記上部キャップの前記開口と流体連通するステップをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して圧力センサに関し、より詳細には、媒体隔離圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサは、例えば、商用、自動車、航空宇宙、産業、および医療における用途などを含む、多種多様の用途で使用される。圧力センサは、ダイ装着材を使用して圧力センサパッケージに装着される圧力感知ダイを、しばしば使用する。圧力感知ダイはしばしば、圧力感知ダイの感知ダイアフラム内の被感知媒体によってもたらされる機械的な応力を電気的な出力信号に変換することによって、被感知媒体の圧力を検知するように構成される。高圧力用途のために使用される圧力センサの最も一般的な構成は、流体の圧力が圧力感知ダイの上部側に加えられることを許容するとともに、その時に感知されるべき流体がセンサの電気的部品に接触することを許容する。もしも流体が不活性ガスであるならば、このような構成で十分であるかもしれない。しかしながら、いくつかの用途において、被感知媒体は腐食性または導電性であるかもしれず、感知されるべき流体への露出は、圧力センサダイのいくつかの部品を損傷させる、かつ／または圧力感知ダイのいくつかの電気的部品に短絡を生じさせるかもしれない。このような用途の場合、圧力センサダイの感応性部品を感知されるべき媒体から隔離するのが望ましくなり得る。また、より高い圧力の用途では、高圧力がセンサの後ろ側に加えられたときに、入射する下向きの媒体の圧力が、センサにおいてよく見られる欠陥であるダイ装着材による装着の失敗を引き起こすことがないように圧力感知ダイを圧力センサパッケージに装着することが望ましくなり得る。感知ダイへの圧力の下向きの印加を許容し、また、圧力感知ダイの感応性部品を感知されるべき媒体から隔離するセンサの構造は、様々な環境において使用され得る堅牢な圧力センサを提供することができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
本開示は、概して圧力センサに関し、より詳細には、媒体隔離圧力センサに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
例示的な圧力センサは、圧力感知素子と上部キャップとを含み得る。圧力感知素子は、埋設密封キャビティを有する貼り合わせウェーハ基板を含み得る。埋設密封キャビティの壁部は、貼り合わせウェーハ基板の上側に沿って感知ダイアフラムを形成し得る。１つまたは複数の感知素子は、貼り合わせウェーハ基板の感知ダイアフラムによって支持され、１つまたは複数のボンドパッドは、貼り合わせウェーハ基板の上側によって支持され得る。１つまたは複数のボンドパッドのそれぞれは、感知ダイアフラムに隣接して位置決めされ、かつ感知素子のうちの１つまたは複数と電気的に接続され得る。上部キャップは、上部キャップの開口が感知ダイアフラムへの媒体の通過を容易にするように、貼り合わせウェーハ基板の上側に対して固定され得る。上部キャップはまた、圧力感知素子の１つまたは複数のボンドパッドを媒体から隔離するように構成され得る。
【０００５】
圧力センサを製作する方法は、埋設密封キャビティを有する貼り合わせウェーハ基板を得るステップを含み、埋設密封キャビティの壁部は、貼り合わせウェーハ基板の上側に沿って感知ダイアフラムを形成する。１つまたは複数の感知素子が、貼り合わせウェーハ基板の感知ダイアフラムに設けられ得る。１つまたは複数のボンドパッドが、貼り合わせウェーハ基板の上側に設けられ得る。１つまたは複数のボンドパッドのそれぞれは、感知ダイアフラムに隣接して位置決めされ、感知素子のうちの１つまたは複数に電気的に接続され得る。上部キャップが、貼り合わせウェーハ基板の上側に固定され得る。上部キャップは、感知ダイアフラムへの媒体の通過を容易にする開口を含み得る。上部キャップはまた、１つまたは複数のボンドパッドを、使用中に媒体から隔離するように構成され得る。
【０００６】
以上の概要は、本開示に固有の新規な特徴のいくつかについての理解を容易にするために提供され、完全な説明を意図してはいない。本開示の完全な理解は、明細書、請求の範囲、図面および要約書のすべてを全体的に捉えることによって、得ることができる。
【０００７】
添付の図面とともに様々な例示的な実施形態の以下の説明を検討することにより、本開示はより完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な媒体隔離圧力センサの透視図である。
【図２】図１に図示される圧力センサの分解図である。
【図３】図１に図示される圧力センサの断面図である。
【図４】図１の圧力センサにおいて利用され得る圧力感知素子の概略的な上面図である。
【図５】図１の圧力センサにおいて利用され得るキャップウェーハの概略的な上面図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、様々な変更形態および代替形態が可能であるが、その詳細は、例示として図面に示されており、また詳細に述べられる。しかしながら、本開示の態様を述べられた特定の例示的実施形態に限定することを意図しないことを理解されたい。むしろ、本開示の趣旨および範囲内にあるすべての変更形態、均等物、および代替形態を包含することを意図する。
【００１０】
以下の説明は、図面を参照して読まれるべきであり、図面においては、いくつかの図面を通して類似の参照番号は類似の要素を指す。説明および必ずしも一定の縮尺によるものではない図面は、例示的実施形態を表すものであり、本開示の範囲の限定を意図するものではない。示された例示的実施形態は、単なる例示を意図する。
【００１１】
本明細書において使用される際、「流体」という用語は液体に限定されると意図されない。むしろ、「流体」という用語は、それらに限定されないが液体および／または気体などの流動する任意の物質を含むと意図される。
【００１２】
図１から図３は、液体または気体の圧力を感知するための例示的な媒体隔離基準圧力センサ１０の異なる視点による図を提供する。図１は、例示的な媒体隔離基準圧力センサ１０の透視図である。図２は、図１の基準圧力センサ１０の分解図であり、図３は、図１の基準圧力センサ１０の断面図である。本明細書において説明されるような基準圧力センサ１０は、高圧力用途での使用に適し得ると考えられる。高圧力用途とは、２５０ｐｓｉを超える圧力での用途であり得る。本明細書で説明されるような圧力センサ１０は、高圧力の用途のためのより堅牢なセンサ構成を提供し得るが、このような圧力センサ１０は、より低い圧力の用途においても使用され得ることは概して理解されるであろう。
【００１３】
例示的な媒体隔離基準圧力センサ１０は、上部キャップ２０に装着された圧力ポート１４を含み得、上部キャップ２０は、圧力感知ダイ２４などの圧力感知素子に結合され得る。いくつかの場合には、圧力感知ダイ２４は、埋設密封キャビティ６４を有する貼り合わせシリコンウェーハを使用して製作され得る。埋設密封キャビティ６４は、真空基準圧力、または所望により任意の他の適切な基準圧力を有し得る。このようにして提供されるとき、貼り合わせシリコンウェーハは、埋設密封キャビティ６４内での基準圧力を基準とする感知ダイアフラム６０を形成し得る。感知ダイアフラム６０は、媒体によって加えられる圧力に応答して、応力を受けかつ／または変形する。この応力および／または変形は、感知ダイアフラム６０の表面にあるまたはその内部に埋め込まれる１つまたは複数の感知素子８０によって検出され得る。加えられた圧力に関連する出力信号は、１つまたは複数のボンドパッド３４を介して提供され得る。
【００１４】
上部キャップ２０は、圧力感知ダイ２４の上側面３８のワイヤボンドパッド３４が感知されるべき媒体から隔離されるように圧力感知ダイ２４に接合され得る。必須ではないが、圧力センサ１０は、感知されるべき媒体からの圧力が、図に示されるように圧力感知ダイ２４の上側面３８に加えられるように構築されてよく、圧力感知ダイ２４を、セラミックキャリア、ガラスキャリア、プリント回路基板（ＰＣＢ）などの適切なキャリア２６（図１参照）に向かって押しつける。圧力感知ダイ２４の上側面３８およびキャリア２６への圧力の下向きの印加は、圧力感知ダイ２４がキャリア２６から外れる可能性を防止または減少することができ、結果として圧力感知ダイ２４とキャリア２６との間のダイ装着面での引き離し力をほとんどまたは全く無くすることができ、このことによって、より高い圧力に耐えることのできるより堅牢なセンサを提供できる。これは、２５０ｐｓｉを超える用途などの高圧力用途において、特に有用であり得る。
【００１５】
図１から図３に図示されるように、圧力ポート１４は、媒体（流体または気体）が第１の端部４６から第２の端部４８へと圧力センサ１０の中へ流入することを許容する流体通路４２を画定し得る。多くの例では、以下に詳述されるように、流体通路４２は、媒体が圧力感知ダイ２４の上側３８に接触するように媒体を送り得る。いくつかの場合には、圧力ポート１４は、流体通路４２を画定する細長い筒状構造５２を含み得る。いくつかの場合には、細長い筒状構造５２は、用途によって、エルボ、屈曲部もしくはいくつかの他の構成または形状を含み得る。構成に関わらず、流体通路４２は、流体が圧力感知ダイ２４の上側面３８に接触するように流体を圧力感知ダイ２４に流し込み得る。圧力ポート１４は、金属、セラミック、ガラス、熱可塑性材料および／または任意の他の適切な材料、または材料の組み合わせから形成され得る。いくつかの場合には、圧力ポート１４は、射出成形された熱可塑性の圧力ポート１４でよいが、これは必須ではない。いくつかの例では、流体通路４２の第１の端部４６の開放部は、所望の用途に応じて、様々な接続用オプションおよび／または接続部を含み得る。ある場合には、例えば、圧力ポート１４は、第１の端部４６に位置するネジを切られた領域を含み得、ネジを切られた別の部品と螺合可能に係合する。図１から図３に図示されるように、圧力ポート１４は、上部キャップ２０に装着され得る。いくつかの場合には、圧力ポート１４は、ダイ装着材料を使用して上部キャップ２０に装着され得る。例示的なダイ装着材料としては、様々な接着剤および／またはシリコンなどがあるが、これらは単なる例示に過ぎない。
【００１６】
いくつかの例では、上部キャップ２０は、シリコンまたはガラスダイでよく、図２および図３において最もよくわかるように、上部キャップウェーハ２０が圧力感知ダイ２４に接合されたときに、圧力ポート１４を通って導入される媒体が圧力感知ダイ２４の上側面３８に接触することを可能にする開放部または他の開口５６を含み得る。開口５６の大きさおよび形状は、流体が圧力感知ダイ２４に接触して圧力を加えるように流体が上部キャップウェーハ２０を通過することを可能にする、任意の適切な大きさおよび／または形状でよい。いくつかの場合には、開口５６は、複数の開口を含み得る。上部キャップ２０は、陽極接合、ガラスフリット接合、直接接合、接着接合、金属接合および／または任意の他の適切な接合技法の使用を含むがこれらに限定されない様々な接合技法を使用して、圧力感知ダイ２４に接合され得ることが企図される。上部キャップ２０は、圧力感知ダイ２４の上側面３８のワイヤボンドパッド３４が感知されるべき媒体から隔離されるように圧力感知ダイ２４の上側面３８に接合され得る。ワイヤボンドパッド３４および／または圧力感知ダイの他の電気部品を感知されるべき媒体から隔離することによって、圧力センサダイのいくつかの部品の損傷を防止し、かつ／または隔離しなかった場合に導電性のおよび／もしくは腐食性の媒体と電気部品が接触したときに発生し得る電気的短絡を防止することができる。このことは、圧力センサ１０の長期的な性能および信頼性を向上させる。いくつかの例では、図５においてより詳細に図示されるように、上部キャップ２０は、圧力感知ダイ２４の上側面３８にあるワイヤボンドパッド３４のうちの１つまたは複数に対応するいくつかの開放部または穴９４を含み、したがって、上部キャップ２０が圧力感知ダイ２４に接合されたとき、ワイヤボンドパッド３４は、上部キャップウェーハ２０の穴９４を通じて露出し、ワイヤ接合などを介した他の部品との電気的接続のためにアクセス可能となってもよいが、これは必須ではない。
【００１７】
上述のように、圧力感知ダイ２４は、埋設密封キャビティ６４を有する貼り合わせシリコンウェーハから始めて製作される。図３に最もよく示されるように、貼り合わせシリコンウェーハは、第２のウェーハ７２に接合された第１のウェーハ７０を含み得る。第２のウェーハ７２（および／または第１のウェーハ７０）は、第１のウェーハ７０が第２のウェーハ７２に接合された後に埋設密封キャビティ６４を形成する凹部を含み得る。凹部を形成するために、リソグラフィ技法、ウェットエッチング技法、ドライエッチング技法を含むがこれらに限定されない様々な微細加工技法が使用され得る。第１のウェーハ７０は、真空環境で第２のウェーハ７２に接合され、それによって埋設密封キャビティ６４内に真空基準圧力を残存させてもよい。第２のウェーハ７２は、直接接合技法を含む様々な接合技法を使用して第１のウェーハ７０に接合され得る。第１のウェーハ７０を第２のウェーハ７２に直接接合することで、材料間の熱的な不整合を最小化し得る。図示されるように、第１のウェーハ７０は、埋設密封キャビティ６４の一部を画定し、それによって、感知ダイアフラム６０を好都合に形成してもよい（図３参照）。
【００１８】
第１のウェーハ７０および第２のウェーハ７２は、上述のように互いに接合されたシリコンウェーハでよい。別の実施例において、圧力感知ダイ２４は、埋設密封キャビティ６４を有するＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）ウェーハを使用して形成され得る。このような圧力感知ダイ２４は、第１のウェーハ７０と第２のウェーハ７２との間に絶縁層が含まれることを除いては、図３に図示されるものと同様である。また、第１のウェーハ７０は、独立したシリコンウェーハではなく、エピタキシャル成長シリコン層を含み得る。いずれにしても、これらは、埋設密封キャビティ６４を有する例示的なシリコンウェーハに過ぎない。任意の適切な基板、および／または任意の適切な材料若しくは材料の組み合わせが、所望により使用可能であることが企図される。
【００１９】
いくつかの例では、埋設密封キャビティ６４を有する貼り合わせシリコンウェーハから始めて、標準的なパターン、埋め込み、拡散および／または金属相互接続処理を使用して、貼り合わせシリコンウェーハの上側面３８に１つまたは複数の要素を形成し得る。例えば、１つまたは複数のピエゾ抵抗感知素子８０が、感知ダイアフラム６０に形成され得る。ピエゾ抵抗感知素子８０は、加えられた機械的応力（例えば、圧力感知ダイアフラム６０のたわみ）に従って変化する電気抵抗を有するように構成され得る。したがって、ピエゾ抵抗感知素子８０は、加えられた圧力を電気信号に変換するために使用され得る。いくつかの例では、ピエゾ抵抗部品は、シリコンピエゾ抵抗材料を含み得るが、しかしながら、他の非シリコン材料が使用されてもよい。いくつかの場合には、ピエゾ抵抗感知素子８０は、ホイートストンブリッジ構成（フルブリッジまたはハーフブリッジ）に接続され得る。ピエゾ抵抗感知素子８０は、圧力感知素子の単なる一例に過ぎないことは概して理解されるであろう。また。任意の他の適切な感知素子が所望により使用され得ると考えられる。
【００２０】
１つまたは複数のボンドパッド３４が、貼り合わせシリコンウェーハの上側面３８に、感知ダイアフラム６０に隣接して形成され得る。金属、拡散または他の相互接続が、１つまたは複数のピエゾ抵抗センサ素子８０と１つまたは複数のボンドパッド３４とを相互接続するために設けられ得る。いくつかの場合には、信号調整回路８１もまた、貼り合わせシリコンウェーハの上側面３８内またはその上に形成され得る（図３参照）。信号調整回路８１は、１つまたは複数の感知素子８０から受信した１つまたは複数のセンサ信号を調整可能であり、その後、調整された出力をボンドパッド３４のうちの１つまたは複数に提供する。例えば、信号調整回路８１は、増幅、アナログ−デジタル変換、オフセット補償回路、線形化、温度補償、および／または他の適切な信号調整機能を含み得る。
【００２１】
図４は、本明細書で論じられるような圧力センサ１０において使用され得る例示的な圧力センサダイ２４を上から見下ろした概略的な図である。図４に図示されるように、圧力感知ダイ２４は、上側面３８に形成された金属ランナ８２，８４を介して感知素子８０に電気的接続を提供する、上側面３８に形成された１つまたは複数のワイヤボンドパッド３４を含み得る。いくつかの場合には、ダックアンダー（duck  under）８６が、上側面３８の下に形成され、上部キャップ２０が圧力感知ダイ２４に接合され得る領域９０の下を通過してもよい。ダックアンダー８６は、埋設相互接続であり得る。いくつかの場合には、ダックアンダー８６は、導電性とされた拡散または埋め込み領域であり得る。
【００２２】
図５は、例示的な上部キャップ２０を上から見下ろした概略的な図である。図５に図示されるように、上部キャップ２０は、圧力ポート１４を通って導入される媒体が圧力感知ダイ２４の感知ダイアフラム６０の上側面３８に接触するように、圧力センサ１０の製作中に圧力感知ダイアフラム６０と全体的に位置合わせされる開放部または開口５６を含み得る。加えて、図５に図示されるように、上部キャップ２０は、圧力感知ダイ２４の上側面３８に配置されたワイヤボンドパッド３４のうちの１つまたは複数と対応する１つまたは複数の開放部または穴９４を含み得る。組み立てられた際にワイヤボンドパッド３４が、上部キャップ２０を通じて露出し、ワイヤ接合などを介した他の部品との電気的接続のためにアクセス可能となるように、開放部または穴９４は、圧力センサの製作中に、圧力感知ダイ２４に配置されたワイヤボンドパッド３４と位置合わせされる。開放部または穴９４は、ワイヤボンドパッド３４へのアクセスを提供するのに適した任意の形状または大きさを有し得るが、いくつかの場合には、穴または開放部９４の大きさ、形状および寸法は概して、圧力感知ダイ２４に配置されるワイヤボンドパッド３４の大きさ、形状および寸法に対応し得る。加えて、上部キャップ２０は、用途によって様々な大きさおよび形状を有し、図５に図示される大きさおよび形状に限定されなくてもよいことは概して理解されよう。例えば、いくつかの場合には、上部キャップウェーハ２０は全体として円盤状の形状を有し得る。
【００２３】
動作時には、感知されるべき媒体が、任意的に付加される圧力ポート１４の流体通路４２の第１の端部４６に提供され得る。感知されるべき媒体は、圧力を有し、この圧力は媒体を介して感知ダイアフラム６０に伝達される。加えられた圧力は、ダイアフラム６０を変形させる。感知されるべき媒体の圧力と埋設密封キャビティ６４内の圧力との圧力差が、圧力感知ダイ２４の圧力感知ダイアフラム６０に応力および／またはたわみを生じさせ、これは次いで、圧力感知ダイアフラム６０の１つまたは複数の感知素子８０に応力を加える。感知素子８０が、ピエゾ抵抗感知素子である場合、感知素子８０を通して電流を流すことによって、媒体によって感知ダイアフラム６０に加えられた圧力の量に対応する信号が提供される。いくつかの場合には、結果として得られる信号は、調整回路８１によって調整されて電気リード（不図示）を介して出力され得る。
【００２４】
圧力センサ１０を製作する方法は、埋設密封キャビティ６４を有する貼り合わせウェーハ基板を得るステップを含み、埋設密封キャビティ６４の壁部は、貼り合わせウェーハ基板の上側に沿って感知ダイアフラム６０を形成してもよい。１つまたは複数の感知素子８０が、貼り合わせウェーハ基板の感知ダイアフラム６０に設けられ得る。１つまたは複数のボンドパッド３４が、貼り合わせウェーハ基板の上側に設けられ得る。１つまたは複数のボンドパッド３４のそれぞれは、感知ダイアフラム６０に隣接して位置決めされ、感知素子８０のうちの１つまたは複数に電気的に接続され得る。上部キャップ２０が、貼り合わせウェーハ基板の上側に固定され得る。上部キャップ２０は、感知ダイアフラム６０への媒体の通過を容易にする開口５６を含み得る。上部キャップ２０はまた、１つまたは複数のボンドパッド３４を、使用中に媒体から隔離するように構成され得る。
【００２５】
本開示のいくつかの例示的な実施形態を上述のように説明したが、本文書に添付の請求の範囲内において、さらに他の実施形態が作製され得、使用され得ることを当業者は容易に理解するであろう。本明細書に含まれる本開示の多くの利点は、上記の説明において記載されている。しかしながら、多くの点において、本開示が単なる例示であることは理解されよう。詳細において、特に部品の形状、大きさ、配置に関することについて、本開示の範囲を超えることなく変更がなされ得る。本開示の範囲が、添付の請求の範囲を表現する文言によって定義されることはいうまでもない。
【図１】
0003207123.tif 000003
【図２】
0003207123.tif 000004
【図３】
0003207123.tif 000005
【図４】
0003207123.tif 000006
【図５】
0003207123.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月11日(2016.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
埋設密封キャビティを有する貼り合わせウェーハ基板であって、前記埋設密封キャビティの壁部が前記貼り合わせウェーハ基板の上側に沿って感知ダイアフラムを形成する貼り合わせウェーハ基板、
前記貼り合わせウェーハ基板の前記感知ダイアフラムによって支持される１つまたは複数の感知素子、および
前記貼り合わせウェーハ基板の上側によって支持される１つまたは複数のボンドパッドであって、前記１つまたは複数のボンドパッドのそれぞれが前記感知ダイアフラムに隣接して位置決めされ、かつ前記１つまたは複数の感知素子のうちの１つまたは複数に電気的に接続される、１つまたは複数のボンドパッド
を含む圧力感知素子と、
開口を含む上部キャップであって、前記上部キャップは前記開口が前記感知ダイアフラムに向けた媒体の下向きの通過を容易にするように前記貼り合わせウェーハ基板の上側に対して固定され、さらに前記上部キャップは前記圧力感知素子の前記１つまたは複数のボンドパッドを前記媒体から隔離するように構成される、上部キャップと
を備える、絶対圧力センサ。
【請求項２】
前記貼り合わせウェーハ基板は、
第１の基板と、
第２の基板と
を含み、
前記第１の基板および／または前記第２の基板に形成された凹部が前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記埋設密封キャビティを作り出すように、前記第１の基板は前記第２の基板に接合され、
前記第１の基板は前記密封キャビティの一部を形成する前記感知ダイアフラムを画定する、請求項１に記載の絶対圧力センサ。
【請求項３】
前記開口と流体連通する圧力ポートをさらに備え、
前記圧力ポートおよび前記開口は、前記圧力感知素子の前記１つまたは複数のボンドパッドから隔離された媒体流路を少なくとも部分的に画定する、請求項１または２に記載の絶対圧力センサ。
【請求項４】
前記埋設密封キャビティは、基準圧力キャビティ、または真空密封基準キャビティである、請求項１から３のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項５】
前記１つまたは複数の感知素子は、１つまたは複数のピエゾ抵抗素子を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項６】
前記貼り合わせウェーハ基板は、シリコン、またはＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）基板を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項７】
前記媒体の圧力は、前記埋設密封キャビティ内の圧力に対して相対的に測定される、請求項１から６のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項８】
前記上部キャップは前記１つまたは複数のボンドパッドのうちの１つまたは複数と位置合わせされる穴または凹部を含み、前記上部キャップが前記貼り合わせウェーハ基板の上側に対して接合されたときに、前記１つまたは複数のボンドパッドが電気的接続のために前記穴または凹部を介してアクセス可能になる、請求項１から７のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項９】
前記ボンドパッドのうちの１つまたは複数に動作可能に接続される、前記１つまたは複数の感知素子に対応する信号を調整するための信号調整回路をさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【請求項１０】
前記埋設密封キャビティは、前記貼り合わせウェーハ基板の下側面と前記貼り合わせウェーハ基板の上側面との間の空隙によって画定される、請求項１から９のいずれか１項に記載の絶対圧力センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この出願は、２０１４年８月２６日に「媒体隔離圧力センサ」と題して出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５２６０４号の国際段階と同様に、２０１３年９月１２日に「媒体隔離圧力センサ」と題して出願された米国特許出願第１４／０２４，９１９号への優先権を主張し、これらの２つの出願のすべては全体として参照により本明細書に取り込まれる。
本開示は、概して圧力センサに関し、より詳細には、媒体隔離圧力センサに関する。