技术领域
[0001] 本公开涉及微机电机械系统领域，尤其涉及一种传感器、电子设备。
相关背景技术
[0002] 利用半导体材料的压阻效应制作而成的压力传感器称为压阻式压力传感器，采用半导体工艺在硅衬底上形成压敏电阻，并形成惠斯通电桥，在压力作用下，电桥形成输出，从而将压力信号转变为电信号，实现对压力的测量。这类传感器具有频率响应高、稳定性好、体积小、精度高的特点。
具体实施方式
[0064] 下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0065] 除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
[0066] 以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0067] 在描述一些实施例时，可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。术语“耦接”例如表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。术语“耦接”或“通信耦合(communicatively coupled)”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触，但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。
[0068] “A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义，均包括以下A、B和C的组合：仅A，仅B，仅C，A和B的组合，A和C的组合，B和C的组合，及A、B和C的组合。
[0069] “A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。
[0070] 如本文中所使用，根据上下文，术语“如果”任选地被解释为意思是“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定……”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
[0071] 本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。
[0072] 如本文所使用的那样，“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。
[0073] 如本文所使用的那样，“平行”、“垂直”、“相等”包括所阐述的情况以及与所阐述的情况相近似的情况，该相近似的情况的范围处于可接受偏差范围内，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。例如，“平行”包括绝对平行和近似平行，其中近似平行的可接受偏差范围例如可以是5°以内偏差；“垂直”包括绝对垂直和近似垂直，其中近似垂直的可接受偏差范围例如也可以是5°以内偏差。“相等”包括绝对相等和近似相等，其中近似相等的可接受偏差范围内例如可以是相等的两者之间的差值小于或等于其中任一者的5％。
[0074] 应当理解的是，当层或元件被称为在另一层或基板上时，可以是该层或元件直接在另一层或基板上，或者也可以是该层或元件与另一层或基板之间存在中间层。
[0075] 本文参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图描述了示例性实施方式。在附图中，为了清楚，放大了层的厚度和区域的面积。因此，可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此，示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状，而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如，示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状，并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。
[0076] 本公开的实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括相连接的传感器10和驱动电路。驱动电路被配置为，为传感器10提供供电电源，及接收传感器10的感测信号。
[0077] 示例性地，电子设备具有用于连接传感器10的传感器连接区，传感器连接区内可以是设置有驱动电路，传感器10与驱动电路连接；或者，传感器连接区内设置有传感器绑定电极，传感器10与表面形成有驱动电路的电路板连接，与传感器相连的电路板与传感器绑定电极连接。
[0078] 电子设备可以是应用于工业自动化领域，例如，用于在工业生产过程中的流体控制、液位监测、压力调节等方面，用于监测设备的压力状态，保证生产过程的稳定和安全。也可以是应用于汽车领域，例如，发动机气门控制系统、制动系统和排放控制系统等，用于检测和控制各个系统的压力，提高汽车的性能和安全性。还可以是应用于医疗领域，用于在医疗设备中，用于监测和测量血压、呼吸机等设备对人体的压力。还可以是应用于电子领域，例如，用于可以实现手机的按压感应、重力感应等功能。还能够应用于智能穿戴设备、无人机等领域。
[0079] 此处仅为对本公开电子设备的一些可能的使用场景的示例性说明，不作为对本公开的限定。
[0080] 图1为一些实施例的传感器10’的截面结构图。
[0081] 在一些实施例中，传感器10’包括：PCB(Printcd Cicuils Board，印刷电路板)、压力传感器PT(Pressure Transducer)、金线YX、外壳W、第一胶黏剂J1、第二胶黏剂J2和保护胶J3。
[0082] 压力传感器PT通过第一胶黏剂J1固定在PCB的表面上，压力传感器PT的感测结构位于压力传感器PT远离PCB的一侧，感测结构通过金线YX与PCB连接。PCB被配置为，为压力传感器PT供电，以及接收压力传感器PT输出的压力检测信号。
[0083] 外壳W与压力传感器PT设置于PCB的同一侧表面上，外壳W通过第二胶黏剂J2与PCB连接，外壳W围绕压力传感器PT。
[0084] 保护胶J3设置于PCB和外壳W围成的腔体内，保护胶J3覆盖压力传感器PT和金线YX。保护胶J3用于防止PCB上的导电结构和金线等与外部环境(水汽、氧气或液体等)接触出现锈蚀的问题，还可以避免金线与其余导电结构接触引起短路的问题。
[0085] 示例性地，压力传感器PT的类型包括但不限于MEMS(Micro‑Electro‑Mechanical System，微机电系统)压力传感器。
[0086] 如图1所示，在传感器10’的工作过程中，外界压力通过通气孔T1先施加在保护胶J3上，再通过保护胶J3传递到压力传感器PT。保护胶J3的存在相当于将压力测试环境和压力传感器PT隔离，因此，保护胶J3的存在会降低传感器10’的产品性能，影响检测准确性。
[0087] 基于此，本公开提供了一种传感器10。
[0088] 图2为一些实施例的传感器10的截面结构图。
[0089] 在一些实施例中，如图2所示，传感器10包括：第一衬底1、设置于第一衬底1的一侧的第二衬底2和设置于第一衬底1和第二衬底2之间的感测电路3。第一衬底1包括相对设置的第一表面1a和第二表面1b，第二衬底2包括相对设置的第三表面2a和第四表面2b，第四表面2b与第一表面1a连接。感测电路3位于第四表面2b和第一表面1a之间。
[0090] 第二衬底2包括敏感部21，感测电路3包括敏感电阻31，敏感电阻31位于敏感部21靠近凹槽A1的表面上。第一衬底1的第一表面1a包括凹槽A1，敏感部21在第一衬底1上的正投影和凹槽A1在第一衬底1上的正投影至少部分重叠。
[0091] 示例性地，在沿垂直于第一衬底1的方向上，敏感部21可以是与凹槽A1正对，或者至少部分正对。
[0092] 在沿垂直于第一衬底1的方向上，敏感电阻31的正投影落入凹槽A1的正投影的范围内。这样，在敏感部21受到压力作用时，敏感电阻31能够在凹槽A1和敏感部21之间形成的空腔结构内移动实现压力感测。
[0093] 示例性地，凹槽A1可以是采用刻蚀工艺形成。
[0094] 示例性地，敏感电阻31包括但不限于压敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻或热敏电阻等。
[0095] 以敏感电阻31为压敏电阻为例，在传感器10的工作过程中，压力施加在敏感部21上，感测电路能够感测施加在敏感部21上的压力，感测电路根据压力感测结果输出感测信号，从而得到外部施加在敏感部21上的压力(大气压力施加在敏感部21上的作用力，或物体挤压/按压敏感部21施加在敏感部21上的作用力)发生变化时，敏感部21因为压力变化发生了位移形变，附着在敏感部21上的压敏电阻(敏感电阻31)因为形变而产生阻值变化，感测电路3根据压敏电阻的阻值变化输出相应的电信号，通过电信号的变化实现压力测量。
[0096] 本实施例中，如图2所示，第一衬底1和第二衬底2采用阳极键合工艺键合实现连接，无需额外设置胶黏剂(例如图1中示出的第一胶黏剂J1)，感测电路3被密封在第一衬底1和第二衬底2之间，相较于图1所示的传感器10’，无需额外设置保护胶J3对感测电路3进行密封防护，在压力检测过程中外界压力可以直接作用于敏感部21，从而提升了传感器10的检测准确性。
[0097] 如图1所示的传感器10’，通过保护胶J3填充PCB和外壳W围成的腔体，保护腔体内部设置的压力传感器PT和金线YX等结构，但有机材料制成的保护胶J3能耐受的苛刻环境少，兼容性较低，例如在与弱酸/弱碱液体接触时，保护胶J3易被腐蚀，使传感器10’的密封受损，影响封装可靠性。传感器10’的各部分之间采用了多种胶水实现连接，如保护胶J3、胶黏剂(第一胶黏剂J1和第二胶黏剂J2)等，胶水均为有机分子材料，同时含有各种化学填充剂及特种元素，此元素等直接接触人体透析液、血液或者呼吸机时存在安全隐患，影响产品的安全性。
[0098] 本公开的一些实施例中，如图2所示，第一衬底1至少与第二衬底2相接触的一侧表面(第一表面1a)为绝缘材料，第一衬底1也可以是整体均为绝缘材料；第一衬底1包括但不限于玻璃、PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、橡胶和树脂等。第二衬底2的材料可以是半导体材料；第二衬底2的材料包括但不限于硅。
[0099] 例如，第一衬底1为玻璃衬底，第二衬底2为SOI(Silicon‑On‑Insulator，绝缘衬底上的硅)。第一衬底1的第一表面1a和第二衬底2第四表面2b可以是采用硅‑玻璃阳极键合工艺结合在一起。
[0100] 示例性地，沿垂直于第一衬底1的第一表面1a的平面对凹槽A1做截面，得到的凹槽A1的形状包括但不限于弧形(例如，圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆或水滴形等)、多边形(例如，矩形、梯形或三角形等)或者弧形和多边形组合形成的形状。具体可以根据需要进行适应性设计，此处仅为对本公开的一些可能的实施方式的示例性说明，不作为对本公开的限定。
[0101] 第一衬底1上的凹槽A1与第二衬底2之间形成空腔结构。
[0102] 如图2、图3和图4一些实施例的传感器10的截面结构图。
[0103] 在敏感电阻31为压感电阻的情况下，传感器10为压力传感器，第一衬底1上的凹槽A1与第二衬底2之间形成的空腔结构可以是作为压力参考腔体，是产生基准压力的结构，压力传感器所测量的压力值等于外界压力值减去压力参考腔体内的的压力值。
[0104] 如图2所示，第一衬底1的材料可以是玻璃，第二衬底2的材料可以是硅，玻璃和硅相较于有机材料，与空气中的水汽、氧气等接触更不易出现水氧腐蚀，且与弱酸/弱碱性液体接触也更不易出现腐蚀损伤，因此，键合连接的第一衬底1和第二衬底2对感测电路3的密封性相较于保护胶J3更好，提升了传感器10的密封效果，从而提升了传感器10的产品可靠。
[0105] 基于上述，在传感器10的制备过程中，可以是采用刻蚀工艺在第二衬底2上形成凹腔A2，凹腔A2的底部形成敏感部21，第二衬底2的其余部分的厚度大于敏感部21的厚度。当然，也可以是对第二衬底2整体减薄，第二衬底2的其余部分的厚度与敏感部21的厚度相同或大致相同。
[0106] 如图2和图3所示，第二衬底2整体可以是呈现中间薄，边缘厚的形状。例如，如图2所示，第二衬底2上具有凹腔A2，凹腔A2的开口朝向远离第一衬底1的一侧，凹腔A2的底部为敏感部21，敏感部21朝向第一衬底1的一侧设置有感测电路3。又如，如图3所示，第二衬底2上具有凹腔A2，凹腔A2的开口朝向第一衬底1，凹腔A2的底部为敏感部21，敏感部21朝向第一衬底1的一侧设置有感测电路3。在第二衬底2上的凹腔A2朝向第一衬底1的情况下，第一衬底1上可以设置凹槽A1，也可以不设置凹槽A1。
[0107] 当然，如图4所示，第二衬底2也可以是整体呈薄膜状。例如，如图4所示，第二衬底2上各部分的厚度相同或大致相同，第二衬底2的与第一衬底1上的凹槽A1正对的部分为敏感部21。
[0108] 在一些实施例中，如图2、图3和图4所示，传感器10还包括外壳9，外壳9设置于第一衬底1的第一表面1a上，且与第一衬底1的第一表面1a连接。外壳9包围第二衬底2，且与第二衬底2之间具有间隔。
[0109] 示例性地，外壳9的材料可以是与第一衬底1相同，也可以是与第二衬底2相同，当然，外壳9的材料也可以是与第一衬底1和第二衬底2的材料均不相同。
[0110] 示例性地，外壳9的材料可以是无机材料，也可以是半导体材料。
[0111] 以第一衬底1为玻璃基板为例。
[0112] 例如，外壳9的材料为玻璃。在传感器10的制备过程中，可以是先形成中空结构的玻璃框架，接着，通过高温热键合工艺将玻璃框架(外壳9)和玻璃基板(第一衬底1)键合连接。
[0113] 又如，外壳9的材料为硅。在传感器10的制备过程中，可以是先形成中空结构的硅框架，接着，通过阳极键合工艺将硅框架(外壳9)和玻璃基板(第一衬底1)键合连接。
[0114] 这样，无需额外设置胶黏剂对外壳9和第一衬底1进行粘接，避免了胶黏剂受到水氧腐蚀或与弱酸弱碱性液体等接触受到腐蚀，影响外壳9和第一衬底1的连接稳定性。
[0115] 通过设置外壳9，一方面对第二衬底2进行包围防护，避免意外磕碰对敏感部21造成损伤，影响传感器10的感测功能；另一方面，在使用传感器10检测气瓶内的压力时，可以将连接管的一端与外壳9的开口连接，另一端连接至气瓶内，从而对气瓶内的压力进行检测。
[0116] 图5为第二衬底2的第四表面2b一侧的平面结构图。
[0117] 在一些实施例中，如图5所示，敏感部21包括：第一子部211和第二子部212；第一子部211的材料为含掺杂材料的半导体材料，第二子部212的材料为半导体材料，第一子部211作为敏感电阻31。
[0118] 示例性地，在传感器10的制备过程中，可以是采用光刻结合离子注入(Ion implantation)的方式在第二衬底2的第四表面2b上形成敏感电阻31。
[0119] 例如，可以是先在第二衬底2的第四表面2b上形成光刻胶层；接着，将第一掺杂区(需要形成敏感电阻31的区域)对应部分的光刻胶去除；然后，采用离子注入工艺在第一掺杂区内注入离子束，在进行离子注入时，有光刻胶保护的地方，离子束无法穿透光刻胶；在没有光刻胶的地方(第一掺杂区)离子束被注入到第二衬底2中实现材料掺杂，第二衬底2在第一掺杂区内的部分由半导体材料变为含掺杂材料的半导体材料，从而在第一掺杂区内形成敏感电阻31；最后，在完成离子注入后，去除光刻胶层，得到表面形成有敏感电阻31的第二衬底2。
[0120] 采用前述制备方法形成的敏感电阻31是由第二衬底2的部分区域进行离子注入形成，敏感电阻31是位于第二衬底2内，为第二衬底2的一部分。当然，也可以是在第二衬底2上再形成一层半导体材料层，对第二衬底2上的半导体材料层进行离子注入形成敏感电阻31，这样，形成的敏感电阻31是位于第二衬底2之上，而不是第二衬底2的一部分。
[0121] 需要说明的是，采用这两种制备方法形成的敏感电阻31均是位于第二衬底2的第四表面2b上。敏感电阻31位于第二衬底2的第四表面2b上包括以下情况：敏感电阻31位于第二衬底2的第四表面2b的一侧，且与第四表面2b相接触；或者，敏感电阻31是在第二衬底2内，且敏感电阻31的表面与第二衬底2的第四表面2b齐平或大致齐平。
[0122] 在一些实施例中，如图5所示，感测电路3还包括连接线32和连接电极33，连接线32的两端分别与敏感电阻31和连接电极33连接。即，连接线32连接于敏感电阻31和连接电极33之间。
[0123] 如图2和图5所示，感测电路3的敏感电阻31、连接线32和连接电极33均位于第一衬底1和第二衬底2之间，第一衬底1与第二衬底2键合连接后，感测电路3被密封于第一衬底1和第二衬底2之间，从而对感测电路3实现绝缘密封，避免感测电路3与其他导电结构接触出现短路，或与外部水氧等接触出现水氧腐蚀，保证感测电路3的可靠性。
[0124] 图6为一些实施例的传感器10的第一衬底1的第一表面1a一侧的平面结构图。
[0125] 在一些实施例中，如图2和图6所示，第一衬底1具有自第一表面1a贯穿至第二表面1b的通孔11，通孔11在第一衬底1上的正投影位于凹槽A1在第一衬底1上的正投影以外。传感器10还包括转接部4，转接部4位于通孔11内。
[0126] 如图4和图5所示，转接部4的一端与连接线32连接，转接部4的另一端延伸至第二表面1b。
[0127] 示例性地，如图2和图5所示，感测电路3还包括连接电极33，连接电极33与连接线32连接，且与转接部4连接。一个连接电极33与一个转接部4对应设置，一个连接电极33与一个转接部4对应连接。
[0128] 如图2所示，连接电极33在第一衬底1上的正投影被通孔11在第一衬底1上的正投影包围。连接电极33的外形尺寸可以是与通孔11相同，或者相较于通孔11的外形尺寸更小。
[0129] 如图2所示，连接电极33与通孔11内的转接部4连接，连接电极33在第一衬底1上的正投影被转接部4在第一衬底1上的正投影包围。连接电极33的外形尺寸可以是与转接部4相同，或者相较于转接部4的外形尺寸更小。
[0130] 示例性地，连接电极33的形状可以是圆形、椭圆形或多边形。
[0131] 示例性地，如图6所示，在第一衬底1包括多个(两个及两个以上)通孔11时，第一衬底1上的凹槽A1被多个通孔11包围。
[0132] 连接线32与敏感电阻31相连，连接线32还与通孔11内的转接部4相连，这样，感测电路3输出的电信号从第一衬底1的第一表面1a一侧，通过转接部4输出至第二表面1b一侧，传感器10通过设置在第一衬底1的第一表面1a一侧的敏感部21感测压力，并将感测信号通过转接部4传输至第一衬底1的第二表面1b一侧。转接部4位于第二表面1b一侧的部分可以连接外部电路，从而将感测信号输出给外部电路。
[0133] 通过设置连接电极33，连接电极33的外形尺寸相较于连接线32更大，因此连接电极33与转接部4连接，相较于连接线32直接与转接部4连接的方案，增加了感测电路3与转接部4的连接部分的接触面积，提升了感测电路3与转接部4的连接稳定性。同时，通孔11的外形尺寸相较于连接电极33的尺寸可以略大一些，这样，在将第一衬底1和第二衬底2键合连接时，更易保证连接电极33和转接部4能够对齐，降低连接电极33与转接部4出现对位不齐引起的连接不良的情况，保证感测电路3与转接部4的连接可靠性。
[0134] 示例性地，可以是采用激光打孔工艺在第一衬底1上形成通孔11。
[0135] 如图6所示，沿平行于第一衬底1的第一表面1a的平面对通孔11做截面，得到的截面形状可以是圆形、椭圆形或多边形。相应地，沿平行于第一衬底1的第一表面1a的平面对转接部4做截面，得到的截面形状可以是圆形、椭圆形或多边形。
[0136] 图7为另一些实施例的传感器10的第一衬底1的第一表面1a一侧的平面结构图。
[0137] 示例性地，如图2和图3所示，转接部4可以是一次成型，直接形成于通孔11内且将通孔11填满。例如，可以是采用印刷或打印工艺在通孔11内填充导电材料，形成转接部4。或者，转接部4也可以是分两次形成。例如，先采用溅射工艺形成附着在通孔11侧壁的第二子转接部42，然后采用电镀工艺形成第一子转接部41，第一子转接部41填充通孔11内的空余部分，第一子转接部41和第二子转接部42共同将通孔11填满。第一子转接部41和第二子转接部42的材料可以相同，也可以不同。
[0138] 基于此，如图2和图5所示，转接部4填充通孔11，且与通孔11的侧壁接触；或者，如图3和图6所示，转接部4包括：相连的第一子转接部41和第二子转接部42；第二子转接部42贴覆在通孔11的侧壁，第二子转接部42包围第一子转接部41。
[0139] 在一些实施例中，如图2所示，传感器10还包括设置于第一衬底1的第二表面1b一侧的连接部B，连接部B与转接部4对应设置且与转接部4相连。沿垂直于第一衬底1的第二表面1b的方向，一个连接部B与一个转接部4正对。
[0140] 连接部B可以是作为传感器10的引脚，用于连接外部电路。
[0141] 示例性地，如图2所示，连接部B的材料包括锡球。在传感器10的制备过程中，可以是采用植球工艺在第一衬底1上形成与转接部4相连的连接部B。
[0142] 在一些实施例中，如图2所示，连接部B和转接部4之间还设置有结合层C。
[0143] 通过设置结合层C，能够增强转接部4与连接部B之间的结合力，提升转接部4与连接部B的连接稳定性。
[0144] 示例性地，结合层C可以是采用化镀工艺形成。结合层C包括沿远离转接部4的方向依次层叠的Ni、Pd和Au。
[0145] 在一些实施例中，如图5所示，连接线32包括第一子连接线321，第一子连接线321的材料为导电材料。
[0146] 示例性地，第一子连接线321的材料包括但不限于Al、Cr和Au中的至少一者。
[0147] 第一子连接线321可以是采用溅射工艺形成。
[0148] 在另一些实施例中，如图5所示，连接线32还包括第二子连接线322，第二子连接线322与第一子连接线321连接。第一子连接线321还与转接部4连接，第二子连接线322还与敏感电阻31连接。
[0149] 示例性地，第二子连接线322和敏感电阻31的材料均为含掺杂材料的半导体材料，且第二子连接线322的材料的掺杂浓度，大于敏感电阻31的材料的掺杂浓度。
[0150] 第二子连接线322可以是与敏感电阻31在同一工艺步骤中形成。
[0151] 例如，可以是先在第二衬底2的第四表面2b上形成光刻胶层；接着，将第一掺杂区(需要形成敏感电阻31的区域)和第二掺杂区(需要形成第二子连接线322的区域)对应部分的光刻胶去除；然后，采用离子注入工艺在第一掺杂区内注入第一浓度的离子束，在第二掺杂区内注入第二浓度的离子束第一浓度低于第二浓度。相应地，第一掺杂区为轻掺杂区，第二掺杂区为重掺杂区。
[0152] 在进行离子注入时，有光刻胶保护的地方，离子束无法穿透光刻胶，在没有光刻胶的地方(第一掺杂区和第二掺杂区)离子束被注入到第二衬底2中实现材料掺杂，第二衬底2在第一掺杂区和第二掺杂区内的部分由半导体材料变为含掺杂材料的半导体材料，从而在第一掺杂区内形成敏感电阻31，在第二掺杂区内形成第二子连接线322，且敏感电阻31和第二子连接线322相连。
[0153] 在完成离子注入后，去除光刻胶层，得到表面形成有敏感电阻31和第二子连接线322的第二衬底2；接着，再在第二衬底2上形成第一子连接线321和连接电极33，第一子连接线321的两个端部分别与第二子连接线322和连接电极33相连。
[0154] 第二掺杂区内形成第二子连接线322的掺杂浓度越高，第二子连接线322的导电性就越好，能进入第二子连接线322的电子数量会随着掺杂浓度提高而增加，使含掺杂材料的半导体材料形成的第二子连接线322的导电性能够接近于金属材料，保证连接线32整体具有良好的导电性。
[0155] 高掺杂浓度的半导体材料的导电性接近金属材料，但同时超高浓度掺杂的注入技术难度较大，增加了工艺成本。并且，金属材料和重掺杂半导体材料在经过高温退火工艺后形成的欧姆接触更好(半导体材料重掺杂时，它与金属的接触近似地有线性的和对称的电流‑电压关系，并且有较小的接触电阻，因而是接近理想的欧姆接触。)，电阻低，稳定性高，因此，可以使用金属‑重掺杂‑轻掺杂配合使用。
[0156] 例如，本申请的一些实施例中，第一子连接线321可以是采用金属材料，例如Al、Cr和Au等，这样，轻掺杂的敏感电阻31先与重掺杂的第二子连接线322相连，再通过重掺杂的第二子连接线322与第一子连接线321连接，重掺杂的第二子连接线322与第一子连接线321形成欧姆接触，在保证连接线32和敏感电阻31之间的具有良好的连接稳定性的同时，降低第二子连接线322与第一子连接线321相连部分的接触电阻。
[0157] 在一些实施例中，传感器10还包括：绝缘层，设置于感测电路3远离第二衬底2的一侧；绝缘层覆盖敏感电阻31和连接线32，且暴露连接电极33。
[0158] 在传感器10的制备过程中，在形成敏感电阻31、连接线32和连接电极33之后，设置覆盖第二衬底2的第四表面2b的绝缘层，可以对敏感电阻31和连接线32起到绝缘防护的作用，避免敏感电阻31和连接线32与其余导电结构接触出现短路，还可以避免敏感电阻31和连接线32与与外部环境(空气中的氧气和水汽等)接触出现氧化、腐蚀等问题。
[0159] 示例性地，绝缘层包括氧化物层，氧化物层的材料包括但不限于二氧化硅。
[0160] 在传感器10的制备过程中，可以是采用淀积工艺形成覆盖第二衬底2的第四表面2b的整层的初始氧化物层，接着，保留初始氧化物层覆盖敏感电阻31和连接线32的部分，将初始氧化物层的其余部分去除。
[0161] 通过设置氧化物层，可以将第二衬底2的第四表面2b及感测电路3除连接电极33以外的部分遮挡，被氧化物层覆盖的部分的表面变得更加平整、结构更加稳定、对外界环境的敏感度降低。并且，由于氧化物层有很好的绝缘性能，还可以对敏感电阻31和连接线32起到绝缘防护的作用，避免敏感电阻31和连接线32与其余导电结构接触出现短路，还可以避免敏感电阻31和连接线32与与外部环境(空气中的氧气和水汽等)接触出现氧化、腐蚀等问题。
[0162] 同时，除敏感电阻31和连接线32之外的其余部分不会被氧化物层覆盖，保证第一衬底1的第一表面1a和第二衬底2的第四表面2b能够充分接触，以保证第一衬底1和第二衬底2的有效连接。
[0163] 示例性地，绝缘层还包括氮化硅层，氮化硅层设置于氧化物层远离第二衬底2的一侧。氧化物层的材料包括但不限于二氧化硅。
[0164] 氮化硅材料相较于二氧化硅材料屏蔽场氧化的效果更好，通过设置氮化硅层，能够提升绝缘层的防氧化效果。氮化硅和第二衬底2之间的氧化物层能够作为缓冲层，在第二衬底2的材料为硅时，氧化物层将氮化硅与硅隔离开，避免硅表面出现晶格缺陷。
[0165] 图8为一些实施例的感测电路3的等效电路图，图9、图10和图11为一些实施例的传感器的第一衬底的第二表面一侧的平面结构图。
[0166] 在一些实施例中，如图8所示，感测电路3包括四个敏感电阻31，也就是图8中的R1、R2、R3、R4，四个敏感电阻31首尾顺次连接，任意相邻的两个敏感电阻31与一个信号端连接。信号端包括电源输入端Vs、接地端GND、第一输出端OUT1和第二输出端OUT2。
[0167] 在这种情况下，如图2和图9所示，第一衬底1上可以是设置有4个通孔11，感测电路3任意相邻的两个敏感电阻31与同一个连接电极33相连，一个连接电极33与一个转接部4相连。如图10所示，传感器10还可以包括外接引线D，外界引线D的一端与一个转接部4相连，另一端可以是与外部电路(例如另一个传感器等)相连。
[0168] 在一些实施例中，传感器10还包括防护层8，防护层8覆盖第一衬底1的第二表面1b，且暴露转接部4。这样，在形成连接部B的过程中，防护层8上已经预留出了设置连接部B的空位(空位处的防护层材料被去除)，且空位周边由于防护层8的存在高度会高出空位，这样，连接部B的材料能够被限制在空位内，从而提升连接部B和转接部4的对位准确性。
[0169] 示例性地，防护层8的材料包括但不限于绿油。防护层8可以是采用丝网印刷工艺形成。
[0170] 敏感电阻31可以是压敏电阻，这时，传感器10采用压阻结构，感测电路3可以是基于惠斯通电桥原理。电源输入端Vs和接地端GND分别为感测电路3的供电电源输入端口和接地端口；第一输出端OUT1和第二输出端OUT2表示惠斯通电桥的第一输出端口和第二输出端口；第一敏感电阻R1、第二敏感电阻R2、第三敏感电阻R3和第四敏感电阻R4表示惠斯通电桥的四个桥臂电阻。
[0171] 根据惠斯通电桥的检测原理，要求惠斯通电桥的四个桥臂电阻(图8中示出的第一敏感电阻R1、第二敏感电阻R2、第三敏感电阻R3和第四敏感电阻R4)的阻值均相等。
[0172] 在惠斯通电桥处于平衡状态下，四个桥臂电阻的阻值均为R，第一输出端OUT1的输出电压V1和第二输出端OUT2的输出电压V2的差值Uout＝V1‑V2＝0。
[0173] 当有外界压力作用于敏感部21时，感测电路3中的至少一个敏感电阻31的阻值发生变化，且四个桥臂电阻的阻值中的至少一个桥臂电阻的阻值与其他三个桥臂电阻的阻值不同，惠斯通电桥的平衡状态被破坏，第一输出端OUT1的输出电压V1和第二输出端OUT2的输出电压V2的差值Uout≠0。根据第一输出端OUT1的输出电压V1和第二输出端OUT2的输出电压V2的差值Uout可以得出作用于敏感部21的压力值。
[0174] 在一些实施例中，如图12所示，信号端包括选定信号端，与选定信号端相连的两个敏感电阻31为第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b。
[0175] 示例性地，如图8所示，选定信号端包括电源输入端Vs、接地端GND、第一输出端OUT1和第二输出端OUT2中的至少一者。感测电路3还包括调理电路5，调理电路5的一端与选定信号端连接，调理电路5的另一端与第一选定敏感电阻31a和/或第二选定敏感电阻31b连接。
[0176] 在采用离子注入工艺形成敏感电阻31的过程中，形成的多个敏感电阻31可能会出现阻值不同的情况，通过设置调理电路5，对实际阻值与设定值存在偏差的敏感电阻31进行阻值调节，从而保证惠斯通电桥在未受到外界压力作用时处于平衡状态。
[0177] 以下以选定信号端为电源输入端Vs，惠斯通电桥的桥臂电阻的设定阻值为R0为例，对本公开的一些实施例进行说明。如图13和图14所示，第二衬底2上的感测电路3通过五个连接电极33引出，五个连接电极33分别与对应的转接部4相连。
[0178] 在一些实施例中，第一选定敏感电阻31a的阻值小于设定阻值R0。如图12所示，调理电路5包括第一调理电阻Rx1，第一调理电阻Rx1连接于第一选定敏感电阻31a和选定信号端之间。
[0179] 通过给第一选定敏感电阻31a串联一个第一调理电阻Rx1，串联的第一选定敏感电阻31a和第一调理电阻Rx1整体作为惠斯通电桥的一个桥臂电阻，这样，惠斯通电桥的四个桥臂电阻的阻值相同，惠斯通电桥在未受到外界压力作用下处于平衡状态，第一输出端OUT1的输出电压V1和第二输出端OUT2的输出电压V2的差值Uout＝0。
[0180] 在一些实施例中，如图14所示，转接部4包括第一选定转接部4a，第一选定转接部4a与第一选定敏感电阻31a连接。如图15所示，传感器10还包括设置于第二表面1b上的引出电极6和引出线7，引出电极6包括第一电极61和第三电极63，引出线7包括第一引线71和第三引线73。
[0181] 第一电极61与第一选定转接部4a连接，第三电极63与选定信号端连接。第一引线71的第一端与第一电极61连接，第一引线71的第二端与第一调理电阻Rx1的第一端连接；第二引线72的第一端与第二电极62连接，第二引线72的第二端与第二调理电阻Rx2的第一端连接。
[0182] 示例性地，引出电极6和引出线7的材料相同。
[0183] 对应连接的引出电极6和引出线7可以是相连的两部分，也可以是一体结构，即引出电极6和引出线7可以是在同一工艺步骤中形成。
[0184] 例如，在传感器10的制备过程中，可以是先通过成膜工艺形成覆盖第一衬底1的第二表面1b的导电膜，接着，图案化该导电膜，导电膜多余部分去除，得到形成于第一衬底1的第二表面1b上的引出电极6和引出线7。
[0185] 示例性地，第一调理电阻Rx1可以是通过SMT(Surface Mounted Technology，表面贴装工艺)工艺贴装在第一衬底1上。
[0186] 在上述一些实施例中，如图12所示，感测电路3中，第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b均与同一个信号端(电源输入端Vs)连接。
[0187] 如图13所示，连接第一选定转接部4a与第一选定敏感电阻31a的连接线32，与连接第二选定转接部4b与第二选定敏感电阻31b的连接线32彼此分隔。第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b分别与不同的两根连接线32连接，且这两根连接线32分别与不同的两个连接电极33相连，这样，如图13和图14所示，第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b分别通过两个不同的转接部4引出至第一衬底1的第二表面1b。
[0188] 如图14和图15所示，第一选定敏感电阻31a通过第一选定转接部4a连接至第一衬底1的第二表面1b，再依次通过第一电极61、第一引线71、第一调理电阻Rx1、第三引线73和第三电极63与选定信号端连接。
[0189] 在另一些实施例中，第二选定敏感电阻31b的阻值小于设定阻值R0。如图12所示，调理电路5包括第二调理电阻Rx2，第二调理电阻Rx2连接于第二选定敏感电阻31b和选定信号端之间。
[0190] 通过给第二选定敏感电阻31b串联一个第二调理电阻Rx2，串联的第二选定敏感电阻31b和第二调理电阻Rx2整体作为惠斯通电桥的一个桥臂电阻，这样，惠斯通电桥的四个桥臂电阻的阻值相同，惠斯通电桥在未受到外界压力作用下处于平衡状态，第一输出端OUT1的输出电压V1和第二输出端OUT2的输出电压V2的差值Uout＝0。
[0191] 在一些实施例中，如图14所示，转接部4还包括第二选定转接部4b，第二选定转接部4b与第二选定敏感电阻31b连接。引出电极6还包括第二电极62，引出线7还包括第二引线72和第四引线74。第二电极62与第二选定转接部4b连接。第二引线72的第一端与第二电极
62连接，第二引线72的第二端与第二调理电阻Rx2的第一端连接；第四引线74的第一端与第三电极63连接，第四引线74的第二端与第二调理电阻Rx2的第二端连接。
[0192] 示例性地，第二调理电阻Rx2可以是通过SMT工艺贴装在第一衬底1上。
[0193] 第二选定敏感电阻31b通过第二选定转接部4b连接至第一衬底1的第二表面1b，再依次通过第二电极62、第二引线72、第二调理电阻Rx2、第四引线74和第三电极63与选定信号端连接。
[0194] 在一些实施例中，如图15和图16所示，防护层8设置于引出电极6和引出线7远离第一衬底1的一侧，防护层8覆盖第一电极61和第二电极62，且暴露第三电极63、第一引线71的第二端、第二引线72的第二端、第三引线73的第二端和第四引线74的第二端。
[0195] 示例性地，如图16所示，防护层8还暴露除选定转接部4(第一选定转接部4a和第二选定转接部4b)之外的其余转接部4。
[0196] 通过设置防护层8，能够对转接部4、引出电极6和引出线7中无需与传感器10以外的结构(例如调理电阻Rx和信号端)相连的部分遮挡，实现绝缘防护的作用。
[0197] 另外，防护层8暴露引出线7与调理电阻Rx相连的部分，这样，在后续贴装调理电阻Rx时，防护层8还可以起到限位及快速定位的作用，提升调理电阻Rx和引出线7的对位连接的准确性，避免在贴装调理电阻Rx时出现对位偏差。
[0198] 如图16和图17所示，防护层8暴露需要与连接部B相连的转接部4，这样，在采用植球工艺锡球连接在目标位置，防护层8能够限制锡球的移动，避免出现锡球移位导致最终形成的连接部B偏离设定位置的情况。
[0199] 示例性地，引出电极6的厚度可以是10μm～40μm，引出线7的厚度可以是10μm～40μm。引出电极6和引出线7的厚度较小，因此，虽然引出电极6和引出线7是设置在第一衬底1的第二表面1b上，但第一衬底1的第二表面1b，与引出电极6和引出线7远离第一衬底1一侧的表面基本齐平，这样，在传感器10中，不同位置处形成的连接部B能够具有相同或大致相同的高度(连接部B远离第一衬底1的顶端与第一衬底1之间的垂直距离)，保证传感器10与驱动电路连接时，每个连接部B都能够与目标连接位置充分接触，实现有效连接。
[0200] 参见上述实施例，及图18，选定信号端还可以是接地信号端GND。
[0201] 参见上述实施例，及图19，选定信号端还可以是第一输出端OUT1。
[0202] 参见上述实施例，及图20，选定信号端还可以是第二输出端OUT2。
[0203] 在选定信号端为接地信号端GND、第一输出端OUT1和第二输出端OUT2的情况下，感测电路3中，敏感电阻31与连接线32和连接电极33的连接方式，引出电极6和引出线7的设置方式，及引出电极6和引出线7与感测电路3的连接方式，参见前文对选定信号端为电源输入端Vs的部分实施例的描述，此处不再赘述。
[0204] 在一些实施例中，如图21所示，选定信号端为电源输入端Vs。调理电路5还包括：第一二极管D1；第一二极管D1的第一极与电源输入端Vs连接，第一二极管D1的第二极连接于第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b之间。
[0205] 电源输入端Vs作为感测电路3的供电电源输入端口，在电源输入端Vs输入的供电电源过大的情况下，可能会对感测电路3造成损伤。通过设置第一二极管D1，能够限制电源输入端Vs输入至感测电路3的电压和电流，避免输入电压过大对感测电路3造成损伤。
[0206] 在一些实施例中，如图5、图21和图22所示，转接部4包括第三选定转接部，第三选定转接部与第一选定敏感电阻31a连接，且与第二选定敏感电阻31b连接。第一选定转接部4a和第二选定转接部4b与同一个连接电极33相连。引出电极6包括第四电极64和第五电极
65，引出线7包括第五引线75和第六引线76。
[0207] 第四电极64与第三选定转接部连接，第五电极65与电源输入端Vs连接；第五引线75的第一端与第四电极64连接，第五引线75的第二端与第一二极管D1的第一端连接；第六引线76的第一端与第五电极65连接，第六引线76的第二端与第一二极管D1的第二端连接。
[0208] 示例性地，如图23所示，防护层8设置于引出电极6和引出线7远离第一衬底1的一侧，防护层8覆盖第四电极64，且暴露第五电极65、第五引线75的第二端和第六引线76的第二端。
[0209] 第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b通过同一个连接电极33与同一个转接部(第三选定转接部)相连，并通过第三选定转接部连接至第一衬底1的第二表面1b，再依次通过第四电极64、第五引线75、第一二极管D1、第六引线76和第五电极65与电源输入端Vs连接。第一二极管D1可以是通过SMT工艺贴装在第一衬底1上。
[0210] 在传感器10中，惠斯通电桥的四个桥臂电阻中的相邻的两个桥臂电阻，例如图21中示出的R1和R2均与电源输入端Vs相连，因此，在传感器10中，也可以是在与电源输入端Vs，与R1和R2分别连接一个二极管，电源输入端Vs分别通过两个二极管与R1和R2连接。
[0211] 在一些实施例中，如图24和图25所示，选定信号端为电源输入端Vs，调理电路5还包括第二二极管D2和第三二极管D3，第二二极管D2连接于第一选定敏感电阻31a和选定信号端之间，第三二极管D3连接于第二选定敏感电阻31b和选定信号端之间。
[0212] 电源输入端Vs作为感测电路3的供电电源输入端口，在电源输入端Vs输入的供电电源过大的情况下，可能会对感测电路3造成损伤。通过设置第二二极管D2和第三二极管D3，能够限制电源输入端Vs输入至感测电路3的电压和电流，避免输入电压过大对感测电路3造成损伤。
[0213] 在一些实施例中，如图13和图14所示，转接部4包括第一选定转接部4a和第二选定转接部4b，第一选定转接部4a与第二二极管D2连接，第二选定转接部4b与第三二极管D3连接。
[0214] 如图24所示，感测电路3中，第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b均与同一个信号端(电源输入端Vs)连接。在此情况下，连接第一选定转接部4a与第一选定敏感电阻31a的连接线32，和连接第二选定转接部4b与第二选定敏感电阻31b的连接线32彼此分隔。
[0215] 第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b分别与不同的两根连接线32连接，且这两根连接线32分别与不同的两个连接电极33相连，这样，如图13和图14所示，第一选定敏感电阻31a和第二选定敏感电阻31b分别通过两个不同的转接部4引出至第一衬底1的第二表面1b。
[0216] 如图15所示，传感器10还包括设置于第二表面1b上的引出电极6和引出线7。引出电极6包括第一电极61、第二电极62和第三电极63。引出线7包括第一引线71、第二引线72、第三引线73和第四引线74。
[0217] 如图14和图15所示，第一电极61与第一选定转接部4a连接，第二电极62与第二选定转接部4b连接，第三电极63与选定信号端连接。
[0218] 如图16和图17所示，第一引线71的第一端与第一电极61连接，第一引线71的第二端与第二二极管D2的第一端连接。第三引线73的第一端与第三电极63连接，第三引线73的第二端与第二二极管D2的第二端连接。
[0219] 如图16和图17所示，第二引线72的第一端与第二电极62连接，第二引线72的第二端与第三二极管D3的第一端连接。第四引线74的第一端与第三电极63连接，是第四引线74的第二端与第三二极管D3的第二端连接。
[0220] 示例性地，第二二极管D2和第三二极管D3可以是通过SMT工艺贴装在第一衬底1上。
[0221] 在一些实施例中，第一选定敏感电阻31a的阻值小于设定阻值R0。如图26所示，调理电路5包括第一调理电阻Rx1，第一调理电阻Rx1连接于第一选定敏感电阻31a和选定信号端之间。
[0222] 在传感器10还包括第二二极管D2的情况下，如图26所示，第二二极管D2连接于第一调理电阻Rx1和选定信号端之间。
[0223] 示例性地，引出电极6包括第一电极61和第三电极63，第一电极61与第一选定转接部4a连接，第三电极63与选定信号端连接。
[0224] 如图27所示，引出线7包括第一引线71、第三引线73和第五引线75。第五引线75设置于第一引线71和第三引线73之间，第五引线75的两端分别延伸向第一引线71和第三引线73，且第一引线71、第三引线73和第五引线75之间具有间隔。第一引线71远离第五引线75的一端与第一电极61连接，第三引线73远离第五引线75的一端与第三电极63连接。
[0225] 第二二极管D2的两端分别连接至第三引线73和第五引线75相靠近的端部，第一调理电阻Rx1的两端分别连接至第一引线71和第五引线75相靠近的端部。
[0226] 如图26、图28和图29所示，第一选定敏感电阻31a通过第一选定转接部4a连接至第一衬底1的第二表面1b，再依次通过第一电极61、第一引线71、第一调理电阻Rx1、第五引线75、第二二极管D2、第三引线73和第三电极63与选定信号端连接。
[0227] 通过给第一选定敏感电阻31a串联一个第一调理电阻Rx1，串联的第一选定敏感电阻31a和第一调理电阻Rx1整体作为惠斯通电桥的一个桥臂电阻，这样，惠斯通电桥的四个桥臂电阻的阻值相同，惠斯通电桥在未受到外界压力作用下处于平衡状态，第一输出端OUT1的输出电压V1和第二输出端OUT2的输出电压V2的差值Uout＝0。
[0228] 在一些实施例中，第二选定敏感电阻31b的阻值小于设定阻值R0。如图26所示，调理电路5包括第二调理电阻Rx2，第二调理电阻Rx2连接于第二选定敏感电阻31b和选定信号端之间。
[0229] 在传感器10还包括第三二极管D3的情况下，如图26所示，第三二极管D3连接于第二调理电阻Rx2和选定信号端之间。
[0230] 示例性地，引出电极6包括第二电极62和第三电极63，第二电极62与第二选定转接部4b连接，第三电极63与选定信号端连接。
[0231] 如图27所示，引出线7包括第二引线72、第四引线74和第六引线76。第六引线76设置于第二引线72和第四引线74之间，第六引线76的两端分别延伸线第二引线72和第四引线74，且第二引线72、第四引线74和第六引线76之间具有间隔。第二引线72远离第六引线76的一端与第二电极62连接，第四引线74远离第六引线76的一端与第三电极63连接。
[0232] 第三二极管D3的两端分别连接至第四引线74和第六引线76相靠近的端部，第二调理电阻Rx2的两端分别连接至第二引线72和第六引线76相靠近的端部。
[0233] 如图26、图28和图29所示，第二选定敏感电阻31b通过第二选定转接部4b连接至第一衬底1的第二表面1b，再依次通过第二电极62、第二引线72、第二调理电阻Rx2、第六引线76、第三二极管D3、第四引线74和第三电极63与选定信号端连接。
[0234] 通过给第二选定敏感电阻31b串联一个第二调理电阻Rx2，串联的第二选定敏感电阻31b和第二调理电阻Rx2整体作为惠斯通电桥的一个桥臂电阻，这样，惠斯通电桥的四个桥臂电阻的阻值相同，惠斯通电桥在未受到外界压力作用下处于平衡状态，第一输出端OUT1的输出电压V1和第二输出端OUT2的输出电压V2的差值Uout＝0。
[0235] 以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
