[發明專利]用于三明治結構MEMS硅電容壓力傳感器側墻保護方法

有效

• 申請號: 201110003525.7
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102169038A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 朱健;賈世星;侯智昊;吳璟;黃鎮
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: G01L9/12
• 分類號: G01L9/12;B81C3/00
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種用于玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三明治結構的MEMS電容式壓力傳感器側墻保護方法。具體地說是一種用于防止三明治結構MEMS電容式壓力傳感器制作工藝過程中灰塵、水對電容間隙污染的工藝方法。屬于MEMS電容式壓力傳感器制作技術領域。

背景技術

在玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三層結構組成的三明治結構硅MEMS電容壓力傳感器的制作工藝過程中的灰塵和水是影響該傳感器的可靠性和成品率的主要因素。工藝過程中的灰塵和水會通過導氣孔進入電容間隙，而進入電容間隙的灰塵和水，很難在完成工藝后去除。進而影響硅電容式壓力傳感器的可靠性和成品率。

發明內容

本發明提出的是一種用于玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三明治結構的MEMS電容式壓力傳感器側墻保護方法。其目的旨在玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三層硅電容式壓力傳感器制作工藝過程中阻止灰塵、水進入電容間隙。

本發明的技術解決方案：其特征是在MEMS電容式壓力傳感器制作過程中，在導氣孔前引入輔助側墻，用于阻止在工藝過程中灰塵、水進入電容間隙，輔助側墻與底層玻璃之間設置氮化硅薄膜，防止輔助側墻與底層玻璃鍵合，使在芯片分離后，側墻自動脫離芯片。

本發明的優點：由于在導氣孔前引入輔助側墻，有效地阻止了在工藝過程中灰塵、水進入電容間隙，由于在輔助側墻與底層玻璃之間設置氮化硅薄膜，防止輔助側墻與底層玻璃鍵合，使在芯片分離后，側墻自動脫離芯片。從而提高了硅電容式壓力傳感器的可靠性和成品率。

附圖說明

圖1是硅電容式壓力傳感器側墻與芯片脫離前剖視圖。

圖2是硅電容式壓力傳感器側墻與芯片脫離后剖視圖。

圖3是底層玻璃及其上電極示意圖。

圖4是硅結構底面及底面空腔示意圖。

圖5是硅結構頂面及頂部空腔示意圖。

圖6是三層結構示意圖。

圖中的1是頂層玻璃，2是電容式壓力傳感器的敏感硅膜結構，3是底層玻璃，4是電容的電極和壓焊盤，5是氮化硅膜結構，6是真空腔體，7是電容間隙，8是導氣孔，9是硅輔助側墻。

具體實施方式

對照附圖1，其結構是頂層玻璃1與電容式壓力傳感器的敏感硅膜結構2間是頂層玻璃6，底層玻璃3上是電容的電極和壓焊盤4，導氣孔8前是引入的硅輔助側墻9，硅輔助側墻9與底層玻璃3之間設置氮化硅膜結構5，電容式壓力傳感器的敏感硅膜結構2與氮化硅膜結構5間是電容間隙7。

在玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三層MEMS電容式壓力傳感器制作過程中，在導氣孔8前引入硅輔助側墻9，用于阻止在工藝過程中灰塵、水進入電容間隙7，硅輔助側墻9與底層玻璃3之間設置氮化硅膜結構5，防止硅輔助側墻9與底層玻璃3鍵合，使在芯片分離后，硅輔助側墻9自動脫離芯片(如圖2)。

對照附圖3，在制作底層玻璃及其上電極的過程中，制作氮化硅薄膜結構5，用于阻止陽極鍵合過程中，硅輔助側墻9與底層玻璃3之間發生鍵合；

對照附圖4，在制作硅結構過程中，利用ICP或濕法刻蝕工藝，在電容式壓力傳感器的敏感硅膜結構2底面制作硅輔助側墻9，用于阻止在工藝過程中，灰塵或水對電容間隙7的污染；在完成鍵合工藝后，對圓片進行劃片。在劃片過程中，控制劃片深度，保持硅輔助側墻9結構，如圖1所示，使硅輔助側墻9在劃片過程中繼續防止灰塵、水進入電容間隙7。當完成劃片后，進行圓片裂片、分離芯片時，由于硅輔助側墻9并未與底層玻璃3鍵合，硅輔助側墻9在芯片分裂的應力作用下，與芯片自動分離，如圖2、圖6所示，實現導氣孔與外部氣體的連通。

玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三層結構硅MEMS電容式壓力傳感器是一種精度高、靈敏度好、長期穩定性好的壓力傳感器結構，主要通過干濕法刻蝕工藝、金屬化工藝、玻璃-硅-玻璃或硅-硅-玻璃三層鍵合工藝實現，在工藝過程中具有工藝簡單、易實現的優點，廣泛應用于氣象、真空計、高度計等領域。