[發明專利]具有多刺激感測的MEMS傳感器器件及其制作方法

在審

• 申請號: 201410535365.4
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104555896A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 劉連軍;J·S·巴特斯;M·肖德胡里;D·J·蒙克;B·A·塔赫瑞
• 申請（專利權）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 申發振

1.一種制造微機電系統MEMS傳感器器件的方法，包括：

形成具有襯底層、第一傳感器和第二傳感器的第一結構，所述第一傳感器和所述第二傳感器被定位在所述襯底層的第一側上，并且所述第二傳感器與所述第一傳感器橫向間隔開；

將第二結構和所述第一結構耦合，以便所述第一傳感器和所述第二傳感器置于所述襯底層和所述第二結構之間；

在所述襯底層的第二側內形成第一端口和第二端口，所述第一端口延伸穿過所述襯底層以將所述第一傳感器的感測元件暴露于外部環境，并且所述第二端口延伸穿過所述襯底層以將所述第二傳感器暫時暴露于所述外部環境；以及

將第三結構附著于所述襯底層的所述第二側，以便所述第二端口被所述第三結構密封并且所述第三結構的外部端口與所述第一端口對齊。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二結構包括第三側和第四側，并且所述方法還包括形成從所述第三側到所述第四側延伸穿過所述第二結構的導電通孔。

3.根據權利要求2所述的方法，還包括在所述第二結構的所述第三側上形成導電互連，所述導電互連與所述導電通孔電連通。

4.根據權利要求2所述的方法，其中所述耦合操作包括利用導電接合層在所述第二結構和所述第一結構之間形成導電互連，其中所述導電通孔與所述導電接合層電耦合。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述耦合操作產生了所述第一傳感器和所述第二傳感器位于其中的至少一個密封腔。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述至少一個腔包括第一腔和第二腔，所述第二腔與所述第一腔物理隔離，并且其中所述第一傳感器位于所述第一腔內并且所述第二傳感器位于所述第二腔內。

7.根據權利要求6所述的方法，還包括產生所述第一腔以具有不同于所述第二腔的第二腔壓力的第一腔壓力。

8.根據權利要求6所述的方法，其中：

所述第一傳感器是壓力傳感器，并且所述感測元件是置于所述第一腔和所述第一端口之間的隔膜，所述隔膜通過所述第一端口和所述外部端口暴露于所述外部環境，所述隔膜是可移動的以響應于源自所述外部環境的壓力刺激；以及

所述第二傳感器是具有可移動元件的慣性傳感器，所述第二傳感器適于隨著所述可移動元件的移動感測移動刺激。

9.根據權利要求1所述的方法，其中所述附著操作在所述耦合操作之后被執行。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述耦合操作在真空條件下被執行以產生所述第一傳感器位于其中的第一腔。

11.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一結構還包括被定位在所述襯底層的所述第一側上并且與所述第一傳感器和所述第二傳感器橫向間隔開的第三傳感器。

12.根據權利要求11所述的方法，其中：

所述第一傳感器包括壓力傳感器，所述感測元件是置于第一腔和所述第一端口之間的隔膜，所述隔膜通過所述第一端口和所述外部端口被暴露于所述外部環境，所述隔膜是可移動的以響應于源自所述外部環境的壓力刺激；

所述第二傳感器包括具有第一可移動元件的加速計，所述加速計適于隨著所述第一可移動元件的移動感測加速刺激；以及

所述第三傳感器包括具有第二可移動元件的角速率傳感器，所述角速率傳感器適于隨著所述第二可移動元件的移動感測角速率刺激。

13.一種制造微機電系統MEMS傳感器器件的方法，包括：

形成具有襯底層、第一傳感器和第二傳感器的第一結構，所述第一傳感器和所述第二傳感器被定位在所述襯底層的第一側上，并且所述第二傳感器與所述第一傳感器橫向間隔開；

形成從第二結構的第三側到所述第二結構的第四側延伸穿過所述第二結構的導電通孔；

將所述第二結構的所述第四側和所述第一結構耦合，以便所述第一傳感器和所述第二傳感器置于所述襯底層和所述第二結構之間；

在所述襯底層的第二側內形成第一端口和第二端口，所述第一端口延伸穿過所述襯底層以將所述第一傳感器的感測元件暴露于外部環境，并且所述第二端口延伸穿過所述襯底層以將所述第二傳感器暫時暴露于所述外部環境；以及

將第三結構附著于所述襯底層的所述第二側，以便所述第二端口被所述第三結構密封并且所述第三結構的外部端口與所述第一端口對齊，所述附著操作在所述耦合操作之后被執行。