MEMS传感器结构制造技术

本申请公开一种MEMS传感器结构，能够提升MEMS传感器结构的良率，包括：第一晶圆，用于形成功能器件，功能器件至少包括MEMS传感器，且第一晶圆上形成有贯穿第一晶圆上下表面的空腔，MEMS传感器位于空腔内，且空腔为一刻蚀空腔，由刻蚀剂刻蚀第一晶圆形成；第二晶圆，通过金属柱键合至第一晶圆的上表面，第二晶圆的中心区域与空腔相对，且空腔在第一晶圆、第二晶圆键合后形成；中心区域设置有第一凹槽，开口与第一晶圆相对，并与空腔连通；第二晶圆与空腔相对的区域内设置有阻挡层，用于阻挡刻蚀剂对第二晶圆表面的刻蚀。对第二晶圆表面的刻蚀。对第二晶圆表面的刻蚀。

【技术实现步骤摘要】
MEMS传感器结构


[0001]本申请涉及MEMS传感领域，具体涉及MEMS传感器结构。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的发展，人们生活质量的提升，MEMS传感器结构的应用前景越来越广泛，其集成封装主要通过将MEMS芯片、热电堆芯片或滤波器等半导体芯片与其他功能器件或CMOS电路集成封装起来，使得形成的传感器具有尺寸小、重量轻、无需致冷、灵敏度高等优点，在安全监视、医学治疗、生命探测和消费产品等方面有广泛应用，并且其发展也更为迅速。
[0003]在装配MEMS传感器结构时，要在检测芯片上下表面装配盖帽和底座，在装配过程中的失误很容易导致MEMS传感器结构在检测时出现工作误差，甚至造成所述MEMS传感器结构毁损，影响最终所述MEMS传感器结构的良率。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提供一种MEMS传感器结构，能够降低所述MEMS传感器结构的工作误差出现的几率，并提升所述传MEMS传感器结构的良率。
[0005]本申请提供的一种MEMS传感器结构，包括：第一晶圆，用于形成功能器件，所述功能器件至少包括MEMS传感器，且所述第一晶圆上形成有贯穿所述第一晶圆上下表面的空腔，所述MEMS传感器位于所述空腔内，且所述空腔为一刻蚀空腔，由刻蚀剂刻蚀所述第一晶圆形成；第二晶圆，通过金属柱键合至所述第一晶圆的上表面，所述第二晶圆的中心区域与所述空腔相对，且所述空腔在所述第一晶圆、第二晶圆键合后形成；所述中心区域设置有第一凹槽，所述第一凹槽的开口与所述第一晶圆相对，并与所述空腔连通；所述第二晶圆与所述空腔相对的区域内设置有阻挡层，用于阻挡所述刻蚀剂对所述第二晶圆表面的刻蚀。
[0006]可选的，所述阻挡层的厚度大于或等于10nm。
[0007]可选的，所述阻挡层包括氧化硅层，所述氧化硅层的厚度大于或等于200nm。
[0008]可选的，所述阻挡层至少分布于所述第一凹槽的底表面和侧壁表面。
[0009]可选的，所述第二晶圆表面还形成有第二凹槽，所述第二凹槽的开口与所述第一晶圆相对，呈环形，环绕所述中心区域设置，至少部分所述金属柱位于所述第二凹槽内；所述金属柱包括第一金属柱和第二金属柱，其中所述第一金属柱设置于所述第一晶圆的上表面，所述第二金属柱设置于所述第二晶圆表面，并与所述第一金属柱一一对应设置，至少存在部分第二金属柱位于所述第二凹槽内，所述第一金属柱与对应的所述第二金属柱熔融键合，从而实现所述第一晶圆、第二晶圆的键合。
[0010]可选的，所述阻挡层分布于所述第二凹槽的底表面和侧壁表面，并且在形成所述第二金属柱前，将所述阻挡层形成到所述第二凹槽的底表面和侧壁表面。
[0011]可选的，所述第一晶圆的下表面设置有第三金属柱，所述MEMS传感器结构还包括：第三晶圆，表面上设置有第四金属柱，所述第四金属柱与所述第三金属柱一一对应设置，且
所述第三金属柱与对应的第四金属柱熔融键合，从而将所述第三晶圆键合至所述第一晶圆的下表面。
[0012]可选的，所述第三晶圆表面形成有第三凹槽，所述第三凹槽的开口朝向所述第一晶圆的下表面，且所述第四金属柱至少部分位于所述第三凹槽内。
[0013]可选的，所述第三金属柱和所述第四金属柱的接触面积大于或等于所述第一金属柱与第二金属柱的接触面积。
[0014]可选的，所述第三金属柱和所述第四金属柱的接触面积为所述第一晶圆面积的10％到30％。
[0015]可选的，所述第一晶圆还设置有电性引出端，位于所述第一晶圆的上表面，且所述电性引出端暴露于所述第二晶圆。
[0016]可选的，所述第二晶圆不与所述第一晶圆相对的一侧表面设置有增透膜。
[0017]本申请的MEMS传感器结构在其第二晶圆被所述空腔暴露的区域形成有阻挡层，该阻挡层能够有效降低所述第二晶圆在形成所述空腔的过程中发生刻蚀损耗的几率，从而能够降低MEMS传感器结构的光学特性发生变化的几率，有效减少所述MEMS传感器结构的工作误差，有效提高最终出产的MEMS传感器结构的良率。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本申请的一实施例中所述MEMS传感器结构的结构示意图。
[0020]图2为本申请的一实施例中所述MEMS传感器结构的结构示意图。
[0021]图3为本申请的一实施例中所述MEMS传感器结构的结构示意图。
[0022]图4为本申请的一实施例中所述MEMS传感器结构的结构示意图。
[0023]图5为本申请的一实施例中所述MEMS传感器结构的结构示意图。
[0024]图6为本申请的一实施例中进行了划片操作后获得的MEMS传感器结构的结构示意图。
具体实施方式
[0025]研究发现，现有技术中所述MEMS传感器结构容易出现工作误差的原因在于，现有技术中装配MEMS传感器结构时，出于提高第一晶圆的功能器件的良率的需要，或者制程的需要，需要在将所述检测器件所在的第一晶圆装配到第二晶圆后，刻蚀所述第一晶圆以形成空腔。这时，刻蚀气体或刻蚀液体非常容易对所述第一晶圆上耦合的第二晶圆造成影响，使所述第二晶圆朝向所述第一晶圆的一侧表面也被刻蚀，影响最后封装形成的MEMS传感器结构的光学特性，如红外光透过率等，引起所述MEMS传感器结构的工作误差。例如，第二晶圆朝向所述第一晶圆的一侧表面设置的两个金属柱之间的区域会发生不被期望的刻蚀，导致红外图像中出现不被期望的图案。
[0026]为了克服上述问题，以下提出了一种MEMS传感器结构。
[0027]以下结合附图和具体实施例对本技术的MEMS传感器结作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本技术的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本技术技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。
[0028]在说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本技术实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
[0029]请参阅图1，为本申请一实施例中MEMS传感器结构的结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS传感器结构，其特征在于，包括：第一晶圆，用于形成功能器件，所述功能器件至少包括MEMS传感器，且所述第一晶圆上形成有贯穿所述第一晶圆上下表面的空腔，所述MEMS传感器位于所述空腔内，且所述空腔为一刻蚀空腔，由刻蚀剂刻蚀所述第一晶圆形成；第二晶圆，通过金属柱键合至所述第一晶圆的上表面，所述第二晶圆的中心区域与所述空腔相对，且所述空腔在所述第一晶圆、第二晶圆键合后形成；所述中心区域设置有第一凹槽，所述第一凹槽的开口与所述第一晶圆相对，并与所述空腔连通；所述第二晶圆与所述空腔相对的区域内设置有阻挡层，用于阻挡所述刻蚀剂对所述第二晶圆表面的刻蚀。2.根据权利要求1所述的MEMS传感器结构，其特征在于，所述阻挡层的厚度大于或等于10nm。3.根据权利要求1所述的MEMS传感器结构，其特征在于，所述阻挡层包括氧化硅层，所述氧化硅层的厚度大于或等于200nm。4.根据权利要求1所述的MEMS传感器结构，其特征在于，所述阻挡层至少分布于所述第一凹槽的底表面和侧壁表面。5.根据权利要求1所述的MEMS传感器结构，其特征在于，所述第二晶圆表面形成有第二凹槽，所述第二凹槽的开口与所述第一晶圆相对，呈环形，环绕所述中心区域设置，至少部分所述金属柱位于所述第二凹槽内；所述金属柱包括第一金属柱和第二金属柱，其中所述第一金属柱设置于所述第一晶圆的上表面，所述第二金属柱设置于所述第二晶圆表面，并与所述第一金属柱一一对应设置，至少存在部分第二金属柱位于所述第二凹槽内，所述第一金属柱与对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达，刘孟彬，丁敬秀，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：新型
国别省市：