[發明專利]MEMS傳感器的制備方法及傳感器

在審

• 申請號: 202310596728.4
• 申請日: 2023-05-24
• 公開（公告）號: CN116605834A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 裘進;王鵬輝;楊云春;王飛飛;張向超
• 申請（專利權）人: 賽萊克斯微系統科技（北京）有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02;B81B7/00;B81B3/00;G01D5/12
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 甄偉軍

1.一種MEMS傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

提供一第一晶圓層，所述第一晶圓層上具有垂直于所述第一晶圓層的多個第一功能電極，所述多個第一功能電極之間相互絕緣；

提供一第二晶圓層，所述第二晶圓層包括至少一個質量塊；

提供一第三晶圓層，所述第三晶圓層上具有垂直于所述第三晶圓層的至少一個第二功能電極，所述第三晶圓層的用于與所述第二晶圓層鍵合的一面上具有第一凹槽；

在所述第一凹槽內形成至少一個凸起支撐結構；

在所述第三晶圓層的用于與所述第二晶圓層鍵合的一面上形成第二絕緣層；

在所述至少一個凸起支撐結構的用于與所述第二晶圓層鍵合的一面上形成第三絕緣層；

依次鍵合所述第一晶圓層、所述第二晶圓層和所述第三晶圓層，并使每個所述質量塊均通過錨點結構懸掛于所述第一晶圓層上，且所述質量塊可繞所述錨點結構沿平行或垂直于所述第二晶圓層的方向振動。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述依次鍵合所述第一晶圓層、所述第二晶圓層和所述第三晶圓層之前，所述制備方法還包括：

在所述第一晶圓層上形成垂直于所述第一晶圓層的隔離槽，將所述第一晶圓層劃分為相互絕緣隔離的內晶圓層和外晶圓層，其中，所述多個第一功能電極位于所述內晶圓層上；

在所述第二絕緣層上形成第二導電孔，并在所述第二導電孔內形成導電材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述依次鍵合所述第一晶圓層、所述第二晶圓層和所述第三晶圓層之后，所述制備方法還包括：

在所述第一晶圓層的遠離所述第二晶圓層的一面上形成第一絕緣層；

在所述第一絕緣層的與所述內晶圓層對應的區域形成多個第一導電孔，所述多個第一導電孔與所述多個第一功能電極一一對應；

在所述多個第一導電孔內形成用于與對應的所述第一功能電極電連接的電極pad。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：

在所述第一絕緣層的與所述外晶圓層對應的區域形成第三導電孔；

在所述第三導電孔內形成用于與所述外晶圓層電連接的電極pad。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：

在所述第三晶圓層的遠離所述第二晶圓層的一面上形成導電層，所述導電層與所述至少一個第二功能電極電連接。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：

在所述第二晶圓層的與所述第一晶圓層鍵合的一面上形成第二凹槽。

7.一種MEMS傳感器，其特征在于，所述MEMS傳感器采用如上述權利要求1至6任一項所述的制備方法制備而成，所述MEMS傳感器包括依次鍵合的第一晶圓層、第二晶圓層和第三晶圓層；

所述第一晶圓層上具有垂直于所述第一晶圓層的多個第一功能電極，所述多個第一功能電極之間相互絕緣；

所述第二晶圓層包括至少一個質量塊，每個所述質量塊均通過錨點結構懸掛于所述第一晶圓層上，且所述質量塊可繞所述錨點結構沿平行或垂直于所述第二晶圓層的方向振動；

所述第三晶圓層的與所述第二晶圓層鍵合的一面上具有第一凹槽，所述第一凹槽內具有至少一個凸起支撐結構，所述第三晶圓層上具有垂直于所述第三晶圓層的至少一個第二功能電極；

所述MEMS傳感器還包括位于所述第三晶圓層和所述第二晶圓層之間的第二絕緣層、以及位于所述凸起支撐結構與所述第二晶圓層之間的第三絕緣層。

8.根據權利要求7所述的MEMS傳感器，其特征在于，所述第一晶圓層包括內晶圓層以及位于所述內晶圓層外側的外晶圓層，所述內晶圓層和所述外晶圓層之間具有垂直于所述第一晶圓層的隔離槽，所述內晶圓層和所述外晶圓層之間通過所述隔離槽相互絕緣隔離，所述多個第一功能電極位于所述內晶圓層上；

所述第二絕緣上開設有第二導電孔，所述第二導電孔內具有導電材料，所述外晶圓層、所述第二晶圓層通過所述第二導電孔內的導電材料與所述第三晶圓層上的所述至少一個第二功能電極電連接。