[發(fā)明專利]MEMS傳感器的制備方法及傳感器

在審

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• 申請日: 2023-05-24
• 公開（公告）號: CN116605834A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)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(tǒng)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(chǎn)權代理有限公司 11570
• 代理人: 甄偉軍

本發(fā)明公開了一種MEMS傳感器的制備方法及傳感器，屬于傳感器技術領域。方法包括：提供一第三晶圓層，第三晶圓層上具有垂直于第三晶圓層的至少一個第二功能電極，第三晶圓層的用于與第二晶圓層鍵合的一面上具有第一凹槽；在第一凹槽內(nèi)形成至少一個凸起支撐結構；在第三晶圓層和至少一個凸起支撐結構的用于與第二晶圓層鍵合的一面上分別形成第二絕緣層和第三絕緣層。通過在第一凹槽內(nèi)形成凸起支撐結構可以起到加強第二晶圓層和第三晶圓層之間的結構強度的作用。且第三晶圓層上形成有至少一個第二功能電極，可以充分利用第三晶圓層的空間，滿足MEMS傳感器對功能電極的設置需求。

技術領域

本發(fā)明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種MEMS傳感器的制備方法及傳感器。

背景技術

MEMS(micro?electro?mechanical?systems，微電子機械系統(tǒng))傳感器是一種微型機電系統(tǒng)，具有高精度、高靈敏度和低功耗等特點,廣泛應用于移動設備、智能家居、汽車、醫(yī)療和工業(yè)等領域。根據(jù)測量物理量和應用領域的不同，MEMS傳感器可分為陀螺儀、加速度計、壓力傳感器、溫度傳感器等。

相關技術中，提供了一種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，第一晶圓層為固定電極晶圓層，第一晶圓層上形成有多個功能電極。第二晶圓層為質(zhì)量塊晶圓層，包括質(zhì)量塊，質(zhì)量塊通過錨點結構懸掛第一晶圓層上，且質(zhì)量塊可繞錨點結構在凹槽內(nèi)沿平行或垂直于第二晶圓層的方向振動。第三晶圓層為封蓋晶圓層，第三晶圓層的與第二晶圓層鍵合的一面上具有凹槽，以為質(zhì)量塊的振動提供振動空間。

但是，在第三晶圓層的與第二晶圓層鍵合的一面上形成凹槽，會導致第三晶圓層與第二晶圓層之間的結構強度較差。同時，在上述MEMS傳感器結構中，各個功能電極均位于第一晶圓層上，而第一晶圓層的空間有限，無法滿足MEMS傳感器對功能電極的設置需求。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種MEMS傳感器的制備方法及傳感器，通過在第三晶圓層的凹槽內(nèi)設置凸起支撐結構，可以起到加強第二晶圓層和第三晶圓層之間的結構強度的作用。同時，通過在第二晶圓層和第三晶圓層之間設置絕緣層，在第三晶圓層上形成第二功能電極，充分利用第三晶圓層，可以進一步滿足MEMS傳感器對功能電極的設置需求。

一方面，提供了一種MEMS傳感器的制備方法，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(zhì)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(nèi)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(zhì)量塊均通過錨點結構懸掛于所述第一晶圓層上，且所述質(zhì)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。

可選的，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(nèi)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(nèi)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(nèi)形成導電材料。