基于硅通孔的MEMS传感器集成装置及其制造方法制造方法及图纸

本公开涉及一种基于硅通孔的MEMS传感器集成装置及其制造方法。装置包括：垂直堆叠的多个传感器和传感器之间的互连层，各传感器包括传感器主体和承载传感器主体且设置有多个硅通孔的基体；传感器主体的测试电极位于基体的上方并连接到对应的各硅通孔、敏感材料层覆盖在测试电极上；各互连层的敏感层孔用于容纳下方传感器的敏感材料层；各互连层的多个线通孔中分别设置的互连线的两端分别连接到下方传感器的测试电极和上方传感器的硅通孔，各传感器中的各硅通孔分别属于不同的硅通孔组，各硅通孔组中的硅通孔通过互连线串联，至少一个硅通孔组中的各硅通孔的对称轴重合。装置集成密度更高、封装尺寸更小、功耗和成本更低，适用范围广。范围广。范围广。

【技术实现步骤摘要】
基于硅通孔的MEMS传感器集成装置及其制造方法


[0001]本公开涉及集成电路封装
，尤其涉及一种基于硅通孔的MEMS传感器集成装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着制造水平的提高，微机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)技术被逐渐应用于传感器领域。相比于传统传感器，MEMS传感器体积更小、重量更轻、功耗更低、成本更低，更加适用于在智能设备与可穿戴设备上的集成。因此，MEMS传感器逐渐成为该领域的重要方向之一。
[0003]在推动传感器走向小型化的同时，相关技术中的传感器芯片的设计受到了挑战。例如，器件小型化要求更高可靠性与更小体积的三维封装；敏感膜涂覆工艺需要与晶圆级制备工艺更好兼容；更高效率的流片过程要求晶圆级的植球工艺与封装工艺设计。另外，传感器走向小型化的需求，也对工业进行微型传感器的批量制备提出了更高的要求。复杂且微小的器件结构要求生产过程整体更严格的失效分析与应力控制，批量化与低成本的目标要求器件采取晶圆级封装，敏感薄膜的制备要求与微纳加工技术与晶圆级的衬底相兼容。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅通孔的MEMS传感器集成装置，其特征在于，所述装置包括：垂直堆叠的多个传感器和上下相邻的两个所述传感器之间的互连层，各所述传感器包括传感器主体和用于承载所述传感器主体的基体；所述基体设置有多个硅通孔；所述传感器主体包括测试电极和敏感材料层；所述测试电极位于所述基体的上方并连接到对应的各所述硅通孔；所述敏感材料层覆盖在所述测试电极的目标区域上；各所述互连层包括敏感层孔和多个线通孔，各所述线通孔中设置有互连线，各所述互连线的两端分别连接到所在互连层下方传感器的测试电极和所在互连层上方传感器的硅通孔，各所述敏感层孔用于容纳所在互连层下方传感器的敏感材料层；其中，每个所述传感器中的多个硅通孔分别属于不同的硅通孔组，各所述硅通孔组中包括各所述传感器的多个硅通孔中通过所述互连线串联的硅通孔，至少一个所述硅通孔组中的各所述硅通孔的对称轴重合。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基体还包括衬底、介质层和第一绝缘层；所述介质层覆盖在所述衬底的第一面的至少部分区域，各所述硅通孔贯穿于所述衬底和所述介质层；所述第一绝缘层覆盖在所述衬底的第二面且至少暴露出对应于各所述硅通孔的通孔区域；其中，所述测试电极位于所述介质层上方。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述传感器主体还包括：加热电极和第二绝缘层，所述加热电极，位于所述介质层上方且与对应的各所述硅通孔连接；所述第二绝缘层，位于所述介质层上方且覆盖在所述加热电极的除第一连接区的表面，所述第二绝缘层设置有至少两个电极通孔，各所述电极通孔暴露所述测试电极所连接的硅通孔；其中，所述测试电极位于所述第二绝缘层上方且所述目标区域与所述加热电极重叠，并通过所述电极通孔连接到对应的各所述硅通孔。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述硅通孔组中的各所述硅通孔的对称轴重合，且不同所述硅通孔组中的各所述硅通孔的对称轴所处直线不相同。5.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，多个所述硅通孔组中存在至少一个不重合硅通孔组，所述不重合硅通孔组的多个硅通孔中至少两个硅通孔的对称轴不重合，其中，所述互连层中还设置有金属布线，所述金属布线用于连接所在互连层下方传感器的测试电极和所在互连层上方传感器的硅通孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琛，张思勉，武逸飞，邓晓楠，柯声贤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：