一种CMOS-MEMS双面集成芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种CMOS‑MEMS双面集成芯片，所述装置包括衬底、CMOS电路以及MEMS结构，还包括用于将CMOS电路的引线焊盘引到MEMS结构所在面的金属过孔，CMOS电路以及CMOS电路的引线焊盘贴附于衬底的第一表面，MEMS结构以及MEMS结构的引线焊盘贴附于衬底的第二表面，第一表面与第二表面为对立分布的两面，金属过孔贯穿衬底连通衬底的第一表面和第二表面，CMOS电路的引线焊盘位于金属过孔所在位置并与之电连接，金属过孔与MEMS结构的引线焊盘电连接；本实用新型专利技术的优点在于：实现CMOS‑MEMS双面集成及双面集成后的电路互连问题。

【技术实现步骤摘要】
一种CMOS-MEMS双面集成芯片
本技术涉及微机电系统
，更具体涉及一种CMOS-MEMS双面集成芯片。
技术介绍
微机电系统(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。微机电系统其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。微机电系统是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。MEMS是一项革命性的新技术，广泛应用于高新技术产业，是一项关系到国家的科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。随着MEMS技术的发展，MEMS器件的应用也越来越广泛。大多数MEMS结构都可以通过基于硅基的半导体工艺制作而成，因此CMOS-MEMS的兼容性集成一直是科研人员关注的问题。但是很多MEMS结构的传感器结构复杂，需要用到高温工艺、湿法刻蚀工艺等，或者制作出的薄膜应力大，这样的工艺难以与CMOS工艺兼容，CMOS和MEMS单片集成工艺仍然是一个巨大的挑战。目前国际上CMOS－MEMS单片集成通常都是将CMOS和MEMS工艺分开来，即CMOS工艺和MEMS工艺分别进行从结构来说先是在硅基的一面完成CMOS或MEMS工艺，留出另一种工艺所需要的空间，在完成前一步工艺后再进行下一步工艺，虽然这样的工艺在一定程度上做到了CMOS和MEMS的单片集成，但是芯片的面积会增大很多。为了进一步解决CMOS－MEMS单片集成导致芯片的面积增大的问题，近年来有专利如中国专利公开号CN108840307A，提出的一种将CMOS电路与体硅MEMS单片集成的方法，利用SOI硅片，先在SOI硅片的衬底表面层上制作CMOS电路，然后将其用绝缘层保护起来在SOI硅片结构层制作MEMS结构。但是此方法没有解决CMOS和MEMS电路互连的问题，并且由于SOI硅片结构层通常厚度很薄，很多需要深槽的MEMS结构很难完成。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于现有技术没有实现CMOS-MEMS双面集成后的电路互连问题。本技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种CMOS-MEMS双面集成芯片，包括衬底、CMOS电路以及MEMS结构，还包括用于将CMOS电路的引线焊盘引到MEMS结构所在面的金属过孔，所述CMOS电路以及CMOS电路的引线焊盘贴附于衬底的第一表面，所述MEMS结构以及MEMS结构的引线焊盘贴附于衬底的第二表面，第一表面与第二表面为对立分布的两面，所述金属过孔贯穿衬底连通衬底的第一表面和第二表面，CMOS电路的引线焊盘位于金属过孔所在位置并与之电连接，金属过孔与MEMS结构的引线焊盘电连接。本技术将CMOS电路以及MEMS结构分别集成在衬底对立分布的两面上，然后通过金属过孔将CMOS电路的引线焊盘引到MEMS结构所在面，由于CMOS电路的引线焊盘都被引到了MEMS结构所在面，所以MEMS结构所在面可以作为引线面使用，金属过孔与MEMS结构的引线焊盘电连接，使得MEMS结构与CMOS电路连通，既实现了CMOS-MEMS双面集成，同时MEMS结构与CMOS互连，解决CMOS-MEMS的兼容性问题。进一步地，所述CMOS-MEMS双面集成芯片还包括支撑层，所述支撑层的下表面贴附于所述衬底的第二表面，所述MEMS结构以及MEMS结构的引线焊盘贴附于所述支撑层的上表面。进一步地，所述CMOS-MEMS双面集成芯片还包括深腔，所述深腔开设在衬底的第二表面，所述支撑层上对应深腔开口处设置有窗口。更进一步地，所述窗口位于衬底的第二表面上MEMS结构以外的区域。进一步地，所述CMOS电路与MEMS结构从俯视视角看重叠分布。更进一步地，所述深腔的深度小于衬底的厚度。进一步地，所述CMOS电路的引线焊盘的个数与所述金属过孔的个数相同。进一步地，所述金属过孔为椭圆柱状、圆柱状或者弯折柱状。进一步地，所述衬底为硅衬底。进一步地，所述金属过孔中的金属为铜、铝、金中的一种或多种。本技术的优点在于：(1)本技术将CMOS电路以及MEMS结构分别集成在衬底对立的两面上，然后通过金属过孔将CMOS电路的引线焊盘引到MEMS结构所在面，由于CMOS电路的引线焊盘都被引到了MEMS结构所在面，所以MEMS结构所在面可以作为引线面使用，金属过孔与MEMS结构的引线焊盘电连接，使得MEMS结构与CMOS电路连通，既实现了CMOS-MEMS双面集成，同时MEMS结构与CMOS互连，解决CMOS-MEMS的兼容性问题。(2)本技术充分利用衬底的正反两面，减少芯片总体体积。(3)在不需要增加芯片体积的情况下，直接在硅衬底上制作深腔，从而生产具有深腔结构的CMOS-MEMS芯片，芯片种类不受局限。附图说明图1为本技术实施例1所提供的一种CMOS-MEMS双面集成芯片中步骤a所得结构的示意图；图2为本技术实施例1所提供的一种CMOS-MEMS双面集成芯片中步骤b所得结构的示意图；图3为本技术实施例1所提供的一种CMOS-MEMS双面集成芯片中步骤c所得结构的示意图；图4为本技术实施例1所提供的一种CMOS-MEMS双面集成芯片中步骤d所得结构的示意图；图5为本技术实施例1所提供的一种CMOS-MEMS双面集成芯片中步骤e所得CMOS-MEMS双面集成芯片的示意图；图6为本技术实施例2所提供的一种CMOS-MEMS双面集成芯片中步骤d之后所得结构的示意图；图7为本技术实施例2所提供的一种CMOS-MEMS双面集成芯片中步骤e所得结构的示意图；图8为本技术实施例2所提供的一种CMOS-MEMS双面集成芯片中所得带深腔的CMOS-MEMS双面集成芯片的示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1如图5所示，一种CMOS-MEMS双面集成芯片，包括衬底1、CMOS电路2、CMOS电路的引线焊盘3、MEMS结构4、MEMS结构的引线焊盘5、用于将CMOS电路的引线焊盘3引到MEMS结构4所在面的金属过孔7，在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔，过孔中填充金属即金属过孔。所述金属过孔中的金属为铜、铝、金中的一种或多种。本技术实施例中的衬底1为硅衬底，实际应用中不限定为硅衬底，还可以是其他制作MEMS结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CMOS-MEMS双面集成芯片，包括衬底、CMOS电路以及MEMS结构，其特征在于，还包括用于将CMOS电路的引线焊盘引到MEMS结构所在面的金属过孔，所述CMOS电路以及CMOS电路的引线焊盘贴附于衬底的第一表面，所述MEMS结构以及MEMS结构的引线焊盘贴附于衬底的第二表面，第一表面与第二表面为对立分布的两面，所述金属过孔贯穿衬底连通衬底的第一表面和第二表面，CMOS电路的引线焊盘位于金属过孔所在位置并与之电连接，金属过孔与MEMS结构的引线焊盘电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种CMOS-MEMS双面集成芯片，包括衬底、CMOS电路以及MEMS结构，其特征在于，还包括用于将CMOS电路的引线焊盘引到MEMS结构所在面的金属过孔，所述CMOS电路以及CMOS电路的引线焊盘贴附于衬底的第一表面，所述MEMS结构以及MEMS结构的引线焊盘贴附于衬底的第二表面，第一表面与第二表面为对立分布的两面，所述金属过孔贯穿衬底连通衬底的第一表面和第二表面，CMOS电路的引线焊盘位于金属过孔所在位置并与之电连接，金属过孔与MEMS结构的引线焊盘电连接。


2.根据权利要求1所述的一种CMOS-MEMS双面集成芯片，其特征在于，还包括支撑层，所述支撑层的下表面贴附于所述衬底的第二表面，所述MEMS结构以及MEMS结构的引线焊盘贴附于所述支撑层的上表面。


3.根据权利要求2所述的一种CMOS-MEMS双面集成芯片，其特征在于，还包括深腔，所述深腔开设在衬底的第二表面，所述支撑层上对应深腔开口处设置有窗口。


4.根据权利要求3所述的一种CMO...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈栋梁，谢东成，荣钱，许磊，
申请(专利权)人：合肥微纳传感技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34