[發(fā)明專利]一種帶隔離槽的晶圓級(jí)MEMS慣性傳感器及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211269930.8
• 申請(qǐng)日: 2022-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115535955A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王銀鵬;任延超;閆桂珍;段國(guó)棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京微元時(shí)代科技有限公司;湖南云箭集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B81B7/00
• 分類號(hào): B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00;B81C3/00;G01C21/16
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 王月松

本發(fā)明涉及了一種帶隔離槽的晶圓級(jí)MEMS慣性傳感器及其制備方法，所述MEMS慣性傳感器包括從下到上依次設(shè)置的襯底層、MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層和蓋板；襯底層的上表面開(kāi)設(shè)有多個(gè)第一凹槽和隔離槽；所述MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層上開(kāi)設(shè)有多個(gè)通孔，作為懸動(dòng)結(jié)構(gòu)；所述蓋板的下表面開(kāi)設(shè)有第二凹槽，第二凹槽內(nèi)吸附有吸氣劑材料；襯底層與所述MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層的下表面采用鍵合工藝連接，MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層的上表面與蓋板的下表面通過(guò)鍵合工藝連接。本發(fā)明采用鍵合工藝進(jìn)行MEMS慣性傳感器的多層結(jié)構(gòu)封裝，實(shí)現(xiàn)MEMS慣性傳感器的晶圓級(jí)封裝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)加工和慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，特別是涉及一種帶隔離槽的晶圓級(jí)MEMS慣性傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機(jī)電系統(tǒng))工藝中通過(guò)真空封裝技術(shù)可以降低諸多微機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)時(shí)的氣體阻尼，提升MEMS器件的品質(zhì)因數(shù)，進(jìn)而提升MEMS慣性傳感器芯片的器件性能。而具有批量生產(chǎn)成本低，器件尺寸小等優(yōu)點(diǎn)的晶圓級(jí)封裝技術(shù)擁有巨大的商業(yè)價(jià)值。因此如何實(shí)現(xiàn)MEMS慣性傳感器芯片的晶圓級(jí)封裝成為一個(gè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種帶隔離槽的晶圓級(jí)MEMS慣性傳感器及其制備方法，以實(shí)現(xiàn)級(jí)MEMS慣性傳感器的晶圓級(jí)封裝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種帶隔離槽的晶圓級(jí)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(shè)置的襯底層、MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層和蓋板；

所述襯底層的上表面開(kāi)設(shè)有多個(gè)第一凹槽；所述第一凹槽的位置開(kāi)設(shè)有貫穿所述襯底層的隔離槽，所述隔離槽內(nèi)填充有隔離材料；

所述MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層上開(kāi)設(shè)有貫穿所述MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層的多個(gè)通孔，作為懸動(dòng)結(jié)構(gòu)；

所述蓋板的下表面開(kāi)設(shè)有第二凹槽，所述第二凹槽內(nèi)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(jié)構(gòu)層的下表面采用鍵合工藝連接，連接后，每個(gè)所述第一凹槽與不同的所述通孔正對(duì)；

所述MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層的上表面與所述蓋板的下表面通過(guò)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(jié)構(gòu)層上的所有通孔。

可選的，所述襯底層的下表面設(shè)有電隔離層和電極；

所述電極在所述襯底層的下表面沒(méi)有開(kāi)設(shè)隔離槽的位置引出。

可選的，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(jié)構(gòu)層的厚度為40μm～120μm；所示第二凹槽的深度10μm～50μm。

一種帶隔離槽的晶圓級(jí)MEMS慣性傳感器的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

制備上述的襯底層；

采用鍵合工藝在所述襯底層的上表面鍵合中間結(jié)構(gòu)層；

對(duì)所述中間結(jié)構(gòu)層進(jìn)行加工形成MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層；

制備蓋板；

采用鍵合工藝將所述蓋板鍵合在所述MEMS慣性傳感器結(jié)構(gòu)層的上部。

可選的，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(yù)設(shè)位置；所述第一預(yù)設(shè)位置為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(yù)設(shè)位置開(kāi)設(shè)隔離槽；