[發明專利]一種MEMS兼容的多傳感器三維集成方法

在審

• 申請號: 201810774579.5
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108910819A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 詹望
• 申請（專利權）人: 河南匯納科技有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81C3/00
• 代理公司: 鄭州裕晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41142
• 代理人: 徐志威

本發明涉及一種MEMS兼容的多傳感器三維集成方法，其具體制備工藝流程如下：S1、采用SOI圓片作為MEMS傳感器層，SOI頂層硅為n型摻雜；S2、進行兩次正面離子注入；S3、對SOI圓片的正反面進行沉積形成鈍化層薄膜；S4、將SOI圓片的正面進行濺射電極和引線；S5、對SOI圓片進行器件層刻蝕；S6、對SOI圓片進行襯底層刻蝕；S7、對SOI圓片的埋氧層進行刻蝕；S8、對MEMS于CMOS三位集成；本發明具有協同效果好、制造簡便的優點。

技術領域

本發明屬于傳感器制造技術領域，具體涉及一種MEMS兼容的多傳感器三維集成方法。

背景技術

目前，市面上的傳感器種類多種多樣，如電場傳感器、電容加速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器及濕度傳感器，這些傳感器被應用于檢測不同的環境數據。目前大部分前述傳感器都是獨立制造的，然后將不同的傳感器安裝在同一個安裝合體內，雖然這種由單個傳感器組裝而成的集成式傳感器能夠同時對不同的環境數據信息進行監測，但是這種集成式傳感器占用空間大，組成的集成式傳感器體積較為龐大，整體較為笨重。近年來，市面上進一步出現了將不同傳感器集成到一個安裝硅基片上的多傳感器芯片，然而隨著這種傳感器的實用，發現這種多傳感器芯片中多傳感器的協同性不好，CPU對多種傳感器檢測數據的處理效果不好，從而導致檢測數據出現錯誤的情況，而且多種傳感器鍵合到SOI圓片上時制造不方便、MEMS傳感器膜片周圍透氣透水率高，傳感器實用壽命短。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種制造方便、透水透氣率低、使用壽命長的多傳感器三維集成方法。

本發明的技術方案如下：

一種MEMS兼容的多傳感器三維集成方法，其具體制備過程如下：

S1、將CMOS信號處理電路與SOI圓片上的MEMS傳感器的電子器件互連；

S2、在SOI圓片正面臨時鍵合玻璃輔助圓片，從SOI背面采用機械研磨和濕法刻蝕的方法取出SOI的襯底層，同時利用DRIE深刻蝕穿透SOI器件層的通孔，電鍍銅形成TSV；

S3、將SOI器件層與CMOS信號處理電路永久鍵合；

S4、去除正面臨時鍵合的玻璃輔助圓片，將SOI的器件層轉移至CMOS電路的表面；

S5、在SOI器件層上方制造濕度傳感器的聚酰亞胺介質層和上層的Pt電極，最后利用DRIE刻蝕SOI器件層，形成電場傳感器、加速度傳感器和溫度傳感器的結構；

S6、利用RIE刻蝕，去除MEMS傳感器下方的鍵合高分子層形成MEMS結構懸空。

進一步，所述步驟S3的具體方法為，利用金屬共晶鍵合和高分子鍵合的低溫鍵合法將S0I器件層與CMOS信號處理電路永久鍵合。

進一步，所述金屬共晶鍵合采用Cu-Sn金屬共晶鍵合。

進一步，所述共晶鍵合的溫度為227℃，生成物Sn占總物質質量比為61％-100％二元合金Cu3Sn。

進一步，所述高分子鍵合采用BCB鍵合法，鍵合唯獨為230-250℃。

進一步，所述Cu-Sn金屬共晶鍵合的Cu凸點高度與BCB鍵合的涂點高度相同。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：