[發明專利]一種帶隔離槽的晶圓級MEMS慣性傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202211269930.8
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN115535955A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 王銀鵬;任延超;閆桂珍;段國棟
• 申請（專利權）人: 北京微元時代科技有限公司;湖南云箭集團有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00;B81C3/00;G01C21/16
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 王月松

1.一種帶隔離槽的晶圓級MEMS慣性傳感器，其特征在于，所述MEMS慣性傳感器包括從下到上依次設置的襯底層、MEMS慣性傳感器結構層和蓋板；

所述襯底層的上表面開設有多個第一凹槽；所述第一凹槽的位置開設有貫穿所述襯底層的隔離槽，所述隔離槽內填充有隔離材料；

所述MEMS慣性傳感器結構層上開設有貫穿所述MEMS慣性傳感器結構層的多個通孔，作為懸動結構；

所述蓋板的下表面開設有第二凹槽，所述第二凹槽內吸附有吸氣劑材料；

所述襯底層的上表面與所述MEMS慣性傳感器結構層的下表面采用鍵合工藝連接，連接后，每個所述第一凹槽與不同的所述通孔正對；

所述MEMS慣性傳感器結構層的上表面與所述蓋板的下表面通過鍵合工藝連接，連接后，所述第二凹槽覆蓋所述MEMS慣性傳感器結構層上的所有通孔。

2.根據權利要求1所述的帶隔離槽的晶圓級MEMS慣性傳感器，其特征在于，所述襯底層的下表面設有電隔離層和電極；

所述電極在所述襯底層的下表面沒有開設隔離槽的位置引出。

3.根據權利要求1所述的帶隔離槽的晶圓級MEMS慣性傳感器，其特征在于，所述隔離槽的直徑為2μm～8μm，所述隔離槽的深度為80μm～120μm，所述第一凹槽的深度為10μm～50μm；所述MEMS慣性傳感器結構層的厚度為40μm～120μm；所示第二凹槽的深度10μm～50μm。

4.一種帶隔離槽的晶圓級MEMS慣性傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

制備權利要求1中的襯底層；

采用鍵合工藝在所述襯底層的上表面鍵合中間結構層；

對所述中間結構層進行加工形成權利要求1中的MEMS慣性傳感器結構層；

制備權利要求1中的蓋板；

采用鍵合工藝將所述蓋板鍵合在所述MEMS慣性傳感器結構層的上部。

5.根據權利要求4所述的帶隔離槽的晶圓級MEMS慣性傳感器的制備方法，其特征在于，制備襯底層的具體步驟包括：

獲取襯底基片；

采用光刻工藝在所述襯底基片的上表面上定義第一預設位置；所述第一預設位置為權利要求1中的隔離槽在襯底層的上表面的位置；

采用刻蝕工藝在所述第一預設位置開設隔離槽；

采用光刻和/或刻蝕工藝在開設有隔離槽的襯底基片的上表面定義第二預設位置；所述第二預設位置為權利要求1中的第一凹槽在襯底層的上表面的位置；

采用刻蝕工藝在所述第二預設位置開設第一凹槽，作為與中間結構層鍵合的錨點圖形。

6.根據權利要求5所述的帶隔離槽的晶圓級MEMS慣性傳感器的制備方法，其特征在于，采用刻蝕工藝在所述第二預設位置開設第一凹槽，作為與中間結構層鍵合的錨點圖形，之后還包括：

通過減薄工藝從所述襯底基片的下表面對襯底基片進行減薄，至暴露出所述隔離槽；

采用CVD工藝在減薄后的襯底基片的下表面制備電隔離層；

采用光刻和/或刻蝕工藝在電隔離層上定義電極引出孔；

采用PVD工藝在所述電隔離層的下表面和所述電極引出孔內沉積金屬電極材料層；

采用光刻和/或刻蝕工藝對所述金屬電極材料層進行刻蝕，形成電極。

7.根據權利要求4所述的帶隔離槽的晶圓級MEMS慣性傳感器的制備方法，其特征在于，對所述中間結構層進行加工形成權利要求1中的MEMS慣性傳感器結構層，具體包括：

采用減薄工藝將中間結構層的厚度減薄至預設厚度；所述預設厚度為權利要求1中的MEMS慣性傳感器結構層的厚度；

采用PVD、光刻和/腐蝕工藝在減薄后的中間結構層上表面定義第一鍵合圖形；

采用光刻和/或刻蝕工藝在減薄后的中間結構層上開設權利要求1中的通孔，作為懸動結構。